This paper presents the results of experimental research of a resonant switched capacitor voltage multiplier in a cost-effective topology (CESCVM) with a limited number of active switches. In the charging mode of the switched capacitors, the converter utilizes only one active switch and a required number of diodes. Therefore, the cost of the converter is decreased as compared with that of a classical SCVM converter, owing to a lower number of switches and gate driver circuits, as well as a smaller PCB area. Moreover, the CESCVM has simpler control circuits and higher reliability. This paper presents the original experimental results of the operation of the CESCVM converter. A concept of the bootstrap supply of gate drivers of the flying switches is also examined.
This paper presents a concept and the results of an investigation of a DC–DC boost converter with high voltage gain and a reduced number of switches. The novel concept assumes that the converter operates in a topology composed of series connection switched- capacitor-based multiplier (SCVM) sections. Furthermore, the structure of the sections has significant impact on parameters of the converter which is discussed in this paper. The paper demonstrates the basic benefit such a multisection SCVM idea in the converter, which is the significant reduction in the number of switches and diodes for high voltage gain in comparison to an SCVM converter. Aside from the number of switches and diodes, such parameters as efficiency and volume of passive components in the multisection converter are analyzed in this paper. In figures, the analysis is demonstrated using the example of 100 kW thyristor-based converters. All the characteristics of the converter are compared between various configurations of switching cells in the particular sections, thus the paper can be useful for a design approach for a high voltage gain multicell converter.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The main scope of the paper is experimental assessment of feasibility of the switched capacitor multilevel converter (MLSCC). The converter operates as a resonant charge pump and represents the specific relationships between the resonant circuit parameters, and performance of the converter. Thus, measurements of performance of the converter for the different sets of the LC components are presented. The impact of the specific features of the ceramic capacitors is shown and analyzed. The limitations of the real converter are analyzed and design guidelines are formulated. The measurements and the analysis of the experimental setup include voltage gain, efficiency, voltage ripple, as well as resonant circuit operation.
PL
Przedmiotem artykułu jest eksperymentalne sprawdzenie wykonalności przekształtnika DC-DC typu MLSCC (Multi Level Switched Capacitor Converter). Przekształtnik pracuje, jako rezonansowa pompa ładunku i charakteryzuje się szczególnymi zależnościami pomiędzy parametrami układu rezonansowego a osiągami. Z tego powodu przeprowadzono pomiary przekształtnika dla kilku parametrów obwodu LC. W artykule zaprezentowano i przenalizowano wpływ właściwości kondensatorów ceramicznych na pracę przekształtnika. Przeanalizowano ograniczenia przekształtnika i przedstawiono zalecenia projektowe. Pomiary i analiza układu laboratoryjnego obejmowały wzmocnienie napięciowe, sprawność, tętnienie napięcia jak i warunki pracy układu rezonansowego.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
PL
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.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
PL
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.
Field programmable analog arrays (FPAA), thanks to their flexibility and reconfigurability, give the designers quite new possibilities in analog circuit design. The number of both academic projects on FPAA and applications of commercially available programmable devices is still growing. This paper explores the properties and parameters of two most popular FPAA circuits: the AnadigmVortex AN221E04 and AnadigmApex AN231E04 from the Anadigm company. The research conducted by the authors led to the discovery of some undocumented features of these devices. Several applications for audio processing were built and tested. The results show that these circuits can be used in medium-demanding audio applications. Thanks to dynamic reconfigurability, they also allow to build an universal analog audio signal processor. These circuits can also act as a versatile platform for rapid prototyping and educational purposes.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.