• 제목/요약/키워드: frequency locked loop

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A Frequency-Tracking Method Based on a SOGI-PLL for Wireless Power Transfer Systems to Assure Operation in the Resonant State

  • Tan, Ping-an;He, Haibing;Gao, Xieping
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.1056-1066
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    • 2016
  • Wireless power transfer (WPT) technology is now recognized as an efficient means of transferring power without physical contact. However, frequency detuning will greatly reduce the transmission power and efficiency of a WPT system. To overcome the difficulties associated with the traditional frequency-tracking methods, this paper proposes a Direct Phase Control (DPC) approach, based on the Second-Order Generalized Integrator Phase-Locked Loop (SOGI-PLL), to provide accurate frequency-tracking for WPT systems. The DPC determines the phase difference between the output voltage and current of the inverter in WPT systems, and the SOGI-PLL provides the phase of the resonant current for dynamically adjusting the output voltage frequency of the inverter. Further, the stability of this control method is analyzed using the linear system theory. The performance of the proposed frequency-tracking method is investigated under various operating conditions. Simulation and experimental results convincingly demonstrate that the proposed technique will track the quasi-resonant frequency automatically, and that the ZVS operation can be achieved.

960MHz Quadrature LC VCO를 이용한 CMOS PLL 주파수 합성기 설계 (Design of a 960MHz CMOS PLL Frequency Synthesizer with Quadrature LC VCO)

  • 김신웅;김영식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권7호
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    • pp.61-67
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    • 2009
  • 본 논문에서는 0.25-$\mu$m 디지털 CMOS공정으로 제작된 UHF대역 RFID를 위한 무선통신용 쿼드러처(Quadrature) 출력이 가능한 Integer-N방식의 PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하여 측정하였다. Integer-N 방식의 주파수 합성기의 주요 블록인 쿼드러처 전압제어 발진기(Voltage Controeld Oscillator, VCO)와 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector, PFD), 차지 펌프(Charge Pump, CP)를 설계하고 제작하였다. 전압제어발진기는 우수한 위상노이즈 특성과 저전력 특성을 얻기 위해 LC 공진기를 사용하였으며 전압제어 가변 캐패시터는 P-channel MOSFET의 소스와 드레인 다이오드를 이용하여 설계되었으며 쿼드러처 출력을 위해 두 개의 전압제어발진기를 서로 90도 위상차를 가지도록 설계하였다. 주파수 분주기는 프리스케일러(Pre-scaler)와 아날로그 디바이스사의 칩 ADF4111을 사용하였으며 루프 필터는 3차 RC필터로 설계하여 측정하였다. 측정결과 주파수 합성기의 RF 출력 전력은 50옴 부하에서 -13dBm이고, 위상 잡음은 100KHz offset 주파수에서 -91.33dBc/Hz 이었으며, 동작 주파수영역은 최소 930MHz에서 최대 970MHz이고 고착시간은 약 600$\mu$s이다.

HVDC 시스템의 주파수 신호검출 위치 변경에 따른 새로운 주파수 제어기 특성 연구 (A Study on the Characteristics of New Frequency Controller According to Changing the Frequency Measurement Position of HVDC System)

  • 김찬기;한병성;박종광
    • 전력전자학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.457-467
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    • 2005
  • 본 논문은 해남에서 제주로 연결되어 운전중인 HVDC 시스템의 새로운 주파수 제어기에 대하여 연구하였다. 연구의 첫 번째 목적은 현재의 동기조상기를 제거하기 위하여 새로운 주파수 제어기를 개발하고, 평가를 수행하는 것이다. 모의실험 케이스를 만들기 위하여 PSCAD/EMTDC와 PSS/E를 혼합하여 사용하였고 주 시스템 연구는 과도상태 분석을 위하여 PSCAD/EMTDC을 사용하였다. 연구 케이스는 3상과 1상 지락 그리고 부하탈락에 대한 사고를 모의하였고 연구결과를 나타내었다. 결론적으로 AC 네트워크로부터 검출되는 새로운 주파수 측정 방법은 유효한 주파수 제어와 동적 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

Lock Time 개선과 Jitter 감소를 위한 전하 펌프 PLL (Charge Pump PLL for Lock Time Improvement and Jitter Reduction)

  • 이승진;최평;신장규
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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    • pp.2625-2628
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    • 2003
  • Phase locked loops are widely used in many applications such as frequency synthesis, clock/data recovery and clock generation. In nearly all the PLL applications, low jitter and fast locking time is required. Without using adaptive loop filter, this paper proposes very simple method for improving locking time and jitter reduction simultaneously in charge pump PLL(CPPLL) using Daul Phase/Frequency Detector(Dual PFD). Based on the proposed scheme, the lock time is improved by 23.1%, and the jitter is reduced by 45.2% compared with typical CPPLL.

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루프인식 속도를 개선한 300MHz PLL의 설계 및 제작 (A 300MHz CMOS phase-locked loop with improved pull-in process)

  • 이덕민;정민수;김보은;최동명;김수원
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권10호
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    • pp.115-122
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    • 1996
  • A 300MHz PLL including FVC (frequency to voltage converter) is designed and fabricated in 0.8$\mu$m CMOS process. In this design, a FVC and a 2nd - order passive filter are added to the conventional charge-pump PLL to improve the acquisition time. The dual-rijng VCO(voltage controlled oscillator) realized in this paper has a frequency range form 208 to 320MHz. Integrated circuits have been fully tested and analyzed in detail and it is proved that pull-in speed is enhanced with the use fo FVC. In VCO range from 230MHz to 310MHz, experimental results show that realized PLL exhibits 4 times faster pull-in speed than that of conventional PLL.

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DPLL에 의한 삼상유도전동기의 속도제어 및 안정도에 관한 연구 (Speed control and stability of 3-phase induction motor with DPLL)

  • 박민호;현동석
    • 전기의세계
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    • 제30권11호
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    • pp.717-727
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    • 1981
  • The phase-locked loop technique developed in the 1930's has many advantages when applied to speed control. The speed control and analysis of a three phase induction motor using the PLL are described in this paper. In this system, the phase frequency detector (PFD) compares the actual motor speed from the pulses received from a shaft encoder and desired speed, and the difference adjusts the frequency of the inverter that feeds the motor, and excellent speed regulation in the order of 0.035(%) has been-obtained. A linear continuous model of the drive is developed and system response is analysed using conventional root locus techniques. Various compensating filters and feedback signals are considered and the need for addition of derivative feedback is shown. A sampled data model is used to study the effects of discrete PFD output. Stability limitson speed are predicted. A drive was implimented and experimental results are presented to verify theoretical predictions.

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단상 계통의 주파수 변화시 개선된 위상검출 기법 (Improved Phase Detection Technique under Frequency Variation of Single-Phase Power System)

  • 박진상;이동춘
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.506-507
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    • 2013
  • 본 논문은 단상 전원 시스템에서 입력전원의 위상각 추정에 2차 일반화 적분기(Second-Order Generalized Integrator - SOGI)를 기반으로 하는 적응 필터구조를 적용한다. SOGI 출력은 전원 위상각과 관련되고, 올바른 출력을 위해서는 중심 주파수 ${\omega}^{\prime}$이 전원 주파수를 빠르게 추정할 수 있도록 FLL(Frequency Locked Loop)제어가 필요하다. SOGI-FLL의 기존의 방법과는 다르게 비선형 특성이 강한 주파수 동기화 동특성 모델에 퍼지제어를 적용함으로써 복잡한 선형화 과정이 필요하지 않으며, 실시간 이득 조절로 빠르게 전원 주파수 추정을 할 수 있는데 이는 최종적으로 빠른 전원 위상각 추정을 의미한다. 제안된 방법에 대해서 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증한다.

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PLL을 이용한 압전 초음파 모터의 구동회로에 관한 연구 (A Study on the Driving Circuit of Piezoelectric Ultrasonic Motor Using PLL Technique)

  • 김남현;강종윤;;강종윤;고태국
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제52권1호
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    • pp.33-38
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    • 2003
  • This paper describes control principles of the piezoelectric ultrasonic motor which is operated by the ultrasonic vibration generated by the piezoelectric element. The piezoelectric ultrasonic motor has excellent characteristics such as compact size, noiseless motion, low speed, high torque and controllability, and has been recently applied for the practical utilization in industrial, consumer, medical and automotive fields. In this paper, the design of two-phase push-pull inverter for driving the piezoelectric ultrasonic motor is described, and a new control method of automatic resonant frequency tracking using PLL(Phase-Locked Loop) technique is mainly presented. the experimental results by this inverter system for driving the piezoelectric ultrasonic motor are illustrated herein. The inverter system with PLL technique improved the speed stability of the piezoelectric ultrasonic motor.

A new ultrasonic power generator using instantaneous current resultant control-based inverter and its control system

  • Kim, Dong-Hee;Kim, Young-Seok;Yoo, Dong-Wook;Kim, Yo-Hee
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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    • pp.631-636
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    • 1987
  • The design of ultrasonic transducer energy processing systems requires highly reliable command featuring mechanical frequency tracking and constant velocity control of the ultrasonic transducer with an acoustic load. This paper presents a new conceptional instantaneous current resultant control base high-frequency inverter using self turn-off devices driving an electrostrictive ultrasonic transducer system and its optimum control technique, which is implemented by feed-back of the ultrasonic transducer applied voltage and instantaneous velocity of the transducer vibrating system through a Phase-Locked-Loop control scheme. The feedback voltage corresponding to instantaneous velocity is averaged over a half-period with respect to constant amplitude/constant velocity control strategy. Described are the theory of this signal detection technique and the experimental set-up.

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소형화된 Ka-대역 주파수 합성기 모듈 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a Compact Ka-Band Synthesizer Module)

  • 김현미;양승식;이만희;염경환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.511-521
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    • 2007
  • 본 논문에서는 복합 소형화된 Ka-대역 주파수 합성기 모듈을 제작하였다. 본 논문을 통하여 소형화 구성시 배치 방법과 체계적인 검증 방법을 제시하였다. 제작된 주파수 합성기는 X-대역 전압 제어 발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)의 주파수를 3체배하여 구성하였으며, 제작된 모듈은 500 MHz 주파수 가변 범위와 약 14 dBm의 출력 전력, 그리고 100 kHz 오프셋 주파수에서 -96.17 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보여주고 있다.