Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Adam KAWA"

The Multilevel Switched Capacitor Power Converter. Experimental Proof of Concept. DOI:10.15199/48.2017.09.03

Czytaj za darmo! »

Switched-capacitor DC-DC boost converters, in some applications, can be an alternative solution to switching-mode topologies. The major advantage of the switched-capacitor converter is the high voltage gain ability and nearly inductorless design. There are numerous of concepts of the power converters based on the switched-capacitor circuits [1]-[12] mostly in the step-up converters. Calculation of efficiency of the switched-capacitor power converters is complicated [10-12], and high efficiency can be achieved by ZCS operation (Zero Current Switching) when the switched capacitors are recharged in oscillatory circuits. To achieve that, inductances are introduced to the circuits, as a dedicated or parasitic component. However, from the efficiency standpoint it is very important to achieve high quality factor of circuits and switching frequency near to the oscillation frequency [10]-[12]. Thus the process of the oscillations in the switched-capacitor converter should be indepth recognized because it can vary depending on design and topology of a converter. In [1] the problem of oscillation model was analyzed in the MLSCC topology theoretically and with the use of simulations. This type of switched-capacitor converter (Fig. 1) is also analyzed here, for confirmation of the feasibility and presentation of the operation of experimental setup. Such issues as presentation of the design concept, feasibility and verification of operation, efficiency measurements and variation of oscillation period are addressed here. The problems of operation of the MLSCC is strongly related to the type of capacitors used in the switching cells which is demonstrated by comparison the test results of cases with the use of polypropylene and ceramic dielectrics capacitors. The theoretical concept of operation The MLSCC operates by charging the series output capacitors from the input source (Fig. 2). Each the output capacitor can be charged individually [...]

Resonant-mode Switched-Capacitor DC-DC Converter With Inductance on PCB. An Analysis and Comparison of Parameters DOI:10.15199/48.2016.04.45

Czytaj za darmo! »

The paper presents comparison of operation parameters and components selection procedure for DC-DC switched capacitor converter in two cases of resonant inductors design. In both cases the inductors are connected in series with switched capacitors. Design with air cored inductor with PCB winding and inductor with planar ferrite core have been analyzed. Both cases differs in meaning of achievable inductance, resistance and demanded PCB area that have significantly influence on selection of other components and power losses of converter. The paper indicates the range of inductance of switched capacitors circuit that is beneficial in the meaning of optimization of size of components. In the paper, an analysis of resonant DC-DC switched capacitor converter with voltage gain of two, as well as simulation and experimental results have been presented. Streszczenie. W artykule przedstawiono porównanie parametrów pracy i doboru elementów dla układu przekształtnika DC-DC o przełączanych kondensatorach dla dwóch przypadków realizacji indukcyjności rezonansowej w obwodzie przełączanego kondensatora. Analizowane będą przypadki, w których Indukcyjność uzyskano jako dławik powietrzny zrealizowany w obwodzie drukowanym (PCB) oraz jako dławik z rdzeniem ferrytowym planarnym. Oba przypadki różnią się pod względem możliwej do uzyskania indukcyjności, a także rezystancji i wymaganej powierzchni PCB, co znacząco wpływa na dobór pozostałych elementów w układzie oraz straty energii. W artykule wykazano, w jakim zakresie wartości indukcyjność obwodu przełączanych kondensatorów wpływa korzystnie, a w jakim niekorzystnie ze względu na optymalizację wielkości elementów układu. W artykule przedstawiono analizę układu, wyniki symulacyjne oraz wyniki badań eksperymentalnych przekształtnika rezonansowego DC-DC o przełączanych kondensatorach o podwójnym wzmocnieniu napięcia. (Rezonansowy przekształtnik DC-DC z przełączalnymi kondensatorami i indukcyjnością wykonaną na PCB. [...]

An Analysis Of Overload Conditions In Mosfet-Based Power Resonant DC-DC Step-Up Converters In Switched Capacitor Voltage Multiplier Topology DOI:10.15199/48.2016.05.15

Czytaj za darmo! »

This paper presents an analysis of operation of resonant DC-DC converter in topology of Switched Capacitor Voltage Multiplier (SCVM) under overload conditions. The SCVM operates as a charge pump, thus the energy transfer rate is limited and depends on the switched capacitance and the switching frequency. However an overload of the converter introduces specific operation conditions that can require a special control. The presented research results have an important significance for selection of components of SCVM as well as switching strategy, because the overload can occur as a result of load decrease as well as during the start of the converter. In the paper analytical, simulation and experimental results are presented for the Mosfet-based 200 Watt SCVM. Streszczenie. W artykule przedstawiono analizę możliwości pracy w stanie przeciążenia układu rezonansowego przekształtnika mocy DC-DC podwyższającego napięcie w topologii powielacza napięcie (SCVM - Switched Capacitor Voltage Multiplier). Układ o przełączanych kondensatorach działający na zasadzie pompy ładunku ma ograniczaną moc zdeterminowaną pojemnością przełączanych kondensatorów oraz częstotliwością przełączeń. Jednak przeciążenie przekształtnika wywołuje specyficzny stan pracy, który może wymagać specjalnego sterowania. Badania mają istotny wpływ na dobór sterowania w układzie SCVM, ponieważ przeciążenie może występować jako skutek wpływu odbiornika, ale również przy starcie układu. W artykule przedstawiono badania analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne przekształtnika tranzystorowego SCVM z tranzystorami Mosfet, w zakresie mocy do 200 watów. (Analiza stanu przeciążenia przekształtników rezonansowych DC-DC o przełączanych kondensatorach podwyższających napięcie zrealizowanych w technice Mosfet w topologii powielacza napięcia). Słowa kluczowe: Przekształtnik wielopoziomowy, przekształtnik DC-DC, przełączane kondensatory, pompa ładunku Keywords: Multilevel converter, DC-DC conver[...]

Metoda wyznaczania w czasie rzeczywistym optymalnej częstotliwości impulsowania tyrystorowego, rezonansowego przekształtnika DC-DC o przełączanych kondensatorach DOI:10.15199/48.2016.06.05

Czytaj za darmo! »

W artykule przestawiono wyniki badań stanów pracy przekształtnika tyrystorowego podwyższającego napięcie o kondensatorach przełączanych typu SCVM (Switched Capacitor Voltage Multiplier). Specyfika układu i zastosowanych elementów półprzewodnikowych determinuje wiele zjawisk związanych z przeciążeniem. Zjawiska te zostały przebadane symulacyjnie za pomocą programu MATLAB/SIMULINK, i poprzez przeprowadzenie eksperymentów na modelu małej skali. W celu wyeliminowania niepożądanych stanów przekształtnika tyrystorowego SCVM, związanych z przeciążeniem układu, zaproponowano realizację adaptacyjnego sterownika. W artykule omówiono koncepcję działania proponowanego układu sterowania i wyniki weryfikujące jego skuteczność. Abstract. The paper presents research results of modes of operation of the thyristor-based DC-DC step-up Switched Capacitor Voltage Multiplier (SCVM). A method of operation of the converter as well as the specific semiconductor switches determine numerous of different operational modes in the overload condition. These modes of overload was investigated by simulation in MATLAB/SIMULINK and by small scale experiments. In order to avoid the dangerous operation in overload conditions of the thyristor-based SCVM a novel adaptive pulse generator is proposed. The paper presents the concept of the proposed generator as well as the results that confirm its effectiveness. (Real Time, Optimal Switching Frequency Calculation for Thyristor Based DC-DC Resonant Switched Capacitor Voltage Multiplier) Słowa kluczowe: przełączalne kondensatory, powielacz napięcia, przekształtnik DC-DC podnoszący napięcie, tyrystor. Keywords: switched capacitors, voltage multiplier, DC-DC converter, Step-up, boost, thyristor, high power Wstęp Układy przekształtników o przełączalnych kondensatorach w ostatnich latach zyskują coraz większą popularność i stanowią coraz silniejszą alternatywę [1-4] dla konwencjonalnych przekształtników DC-DC wykorzystujących indukcyj[...]

A Synchronous Resonant Switched-Capacitor DC-DC Boost Converter - Experimental Results And Feasibility Model DOI:10.15199/48.2018.05.24

Czytaj za darmo! »

The switched-capacitor (SC) converters have some important advantages in comparison to other concepts, such as high voltage gain, quasi inductiveless design, low weight of the converter, high efficiency and very simple control. The SC DC-DC converters represents a wide family of topologies, with multiple representation in the scientific literature [1]-[14]. a) b) Fig.1. DC-DC converter in the topology of: (a) basic Resonant Switched-Capacitor Voltage Multiplier (SCVM), (b) Synchronous Resonant Switched-Capacitor Voltage Multiplier (SYSCVM) [9] The SCVM converter (Fig. 1a) is an interesting and attractive topology from the applications standpoint, owing to its relatively simple and modular composition. This converter can create a representative research model for investigations of problems related to SC topologies. High efficiency of the power SC converter is achieved by the application of resonant circuits for charging and discharging of the switched capacitors. However, one of the major sources of losses is located in the diodes placed in the charging circuits. Thus, the concept of improvement of efficiency using the multiplier SYSCVM (Fig. 1b) was introduced in [9]; however, without an experimental confirmation. This paper presents results of the analytical and experimental research of the SYSCVM, demonstrating the operation, feasibility and efficiency performance of the converter. Basics of operation of the SYSCVM The SYSCVM operates in a similar way as the basic SCVM [9], by charging the switched capacitors from the input source in parallel connection, and discharging them to the output capacitor in a series connection (Fig. 2). (a) (b) (c) (d) Fig.2. Operating principle of the SYSCVM: (a) charging of the capacitors through the lower and upper MOSFET transistors, (b) charging of the capacitors through the lower transistors and upper diodes, (c) discharging of the capacitors, (d) control of switches and parameters[...]

 Strona 1