• Journal of Power Electronics
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• 제16권6호
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• pp.2045-2056
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• 2016

The input impedances of pulse width modulated (PWM) dc-to-dc converters, which dictate the outcomes of the dynamic interaction between dc-to-dc converters and their source subsystem, are analyzed in a general and unified manner. The input impedances of three basic PWM dc-to-dc converters are derived with both voltage mode control and current mode control. This paper presents the analytical expressions of the 24 input impedances of three basic PWM dc-to-dc converters with the two different control schemes in a factorized time-constant form. It also provides a comprehensive reference for future dynamic interaction analyses requiring knowledge of the converters' input impedances. The theoretical predictions of the paper are all supported by measurements on prototype dc-to-dc converters. The use of the presented results is demonstrated via a practical application example, which analyzes the small-signal dynamics of an input-filter coupled current-mode controlled buck converter. This elucidates the theoretical background for the previously-reported eccentric behavior of the converter.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.10-16
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• 2004

본 논문에서는 공진 에너지 회생율을 최대화하여 전체적인 효율을 증가시킨 개선된 전파형 ZVT(Zero-Voltage-Transition) PWM(Pulse-Width-Modulation) DC-DC 컨버터를 소개한다. 개선된 회로는 단지 기존 컨버터의 보조스위치와 공진형 인덕터 사이에 직렬로 역공진 저지 다이오드를 추가로 달아서 모든 스위칭 소자들이 소프트 스위칭 조건에서 턴온/턴오프하여 스위칭 손실을 최소화하고, 공진 에너지를 완전히 입력으로 회귀시켜 전도손실을 절감하여 효율의 증감을 이루었다. 본 논문에서는 부스터 컨버터를 이용하여 개선된 컨버터의 동작을 분석하고, 실험결과를 바탕으로 제안된 회로의 타당성을 입증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제1권2호
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• pp.107-116
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• 2001

Two AC-DC PWM full-bridge converters that can input current to improve input power factor while performing dc-dc conversion are investigated in this paper. Both converters are simple in that they are similar to the standard PWM full-bridge converter with a diode rectifier/LC low-pass filter input, and both can operate with a simple method of PWM control. In the paper, the operation of the converters is explained and their steady-state characteristics are discussed. The feasibility of the converters and their ability to meet EN61000-3-2 Class D Standards for electrical equipment are shown with results obtained from experimental prototypes. The performance of both converters in terms of dc bus voltage level, input power factor and efficiency is compared and discussed.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.371-374
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• 2012

DC/DC switching power converters produce DC output voltages from different stable DC input sources regulated by a bi-polar transistor. The converters can be used in regenerative braking of DC motors to return energy back in the supply, resulting in energy savings for the systems containing frequent stops. The voltage mode DC/DC converter is composed of a PWM (Pulse Width Modulation) controller, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), an inductor, and capacitors, etc. PWM is applied to control and regulate the total output voltage. It is shown that the output of DC/DC converter depends on the variation of threshold voltage at MOSFET and the variation of pulse width. In the PWM operation, the missing pulses, the changes in pulse width, and a change in the period of the output waveform are studied by SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) and experiments.

• Journal of Power Electronics
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• 제4권4호
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• pp.246-255
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• 2004

Ac-dc PWM single-stage converters that integrate the PFC and dc-dc conversion functions in a single switching converter have been proposed to try to minimize the cost and complexity associated with implementing two separate and independent switch-mode converters. In this paper, two simple ac-dc single-stage PWM full-bridge converters are considered - one current-fed, the other voltage-fed. The operation of both converters is explained and their properties are noted. Experimental results obtained from simple lab prototypes of both converters are presented, then compared and discussed.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.411-415
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• 2011

DC/DC컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시키는 전력변환기이다. 전압모드 DC/DC 컨버터는 주기적으로 입력측에서 출력측으로 전달되는 에너지를 제어하는 기능을 수행하기 위해 MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터), 인덕터, PWM 제어기(오실레이터, 연산증폭기, 비교기로 구성)를 이용한다. 본 논문에서 PWM(펄스폭 변조) 모듈과 스위칭모드로 제어하는 기본적인 승압과 강압컨버터를 연구하고, 전기적 특성을 SPICE로 시뮬레이션을 수행하며, 전력의 효율을 각 소자의 변화와 사양에 따라 분석하는데 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.244-252
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• 2002

본 논문에서는 가변속 교류 전동기 구동에 많이 사용되는 3상 ac/dc/ac PWM 컨버터 시스템에서의 직류링크 리플전류를 주파수 영역에서 해석하고자 한다. 고조파 전류는 컨버터의 스위칭함수와 지수함수 형태의 퓨리에 급수 전개를 이용하여 분석된다. 전원측 컨버터와 부하측 인버터의 스위칭 주기간의 변위각과 비동기 PW이 리플전류에 미치는 영향도 고찰된다. 해석 결과가 PSIM을 이용한 시뮬레이션으로부터 나온 고조파 스펙트럼과 잘 일치함을 확인한다 제시된 해석기법은 PWM의 원리에 대한 이해를 돕고, 해석 결과는 직류링크 커패시터의 고주파 등가 모델링에 이용된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.685-692
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• 2011

DC/DC switching power converters produce DC output voltages from different DC input sources. The converters can be used in regenerative braking of DC motors to return energy back in the supply, resulting in energy savings for the systems containing frequent stops. The current mode DC/DC converter is composed of a PWM (pulse width modulation) controller, a MOSFET, and inductor, etc. Pulse width modulation is applied to control and regulate the total output voltage. It is shown that the variation of threshold voltage at MOSFET and the offset voltage increase caused by radiation effects make the PWM pulse unstable. In the PWM operation, the missing pulses, the changes in pulse width, and a change in the period of the output waveform are studied by simulation program with integrated circuit emphasis (SPICE) and experiments.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(2)
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• pp.777-780
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• 2003

In this paper, an improved full wave mode ZVT-PWM DC-DC Converter is presented to maximize the regeneration ratio of resonant energy by only putting an additional diode in series with auxiliary switch. The operation of auxiliary switch in a half wave mode makes possible the soft switching condition of all switches. Furthermore, the increase of the regeneration ratio to resonant energy results in low conduction losses and minimum voltage and current stresses. The operation principles of the proposed converters are analyzed using the PWM boost converter topology as an example. Theoretically analysis and experimental results verify the validity of the boost converter topology with the proposed full wave mode ZVT-PWM converters

• 전기전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.203-210
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• 2012

기존의 DC-DC 부스트 변환기에 사용되는 non-overlapping gate driver는 dead-time이 고정되어 있기 때문에 body-diode conduction loss 또는 charge-sharing loss가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 loss에 의한 효율 감소를 줄이기 위해 본 논문에서는 dead-time 적응제어 기능을 갖는 PWM DC-DC 부스트 변환기를 설계하였다. 제안된 DC-DC 부스트 변환기는 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 설계되었고, 입력전압 2.5V를 받아서 3.3V의 출력전압으로 승압시킨다. 스위칭 주파수는 500kHz이며, 최대효율은 97.3%이다.