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#4 if, case statement and verilog models(Multiplexers, register, counter)

* "If", "Case" Statement An if statement has the form: if (condition) statements 1 else if (condition) statements 2 ... else statements 3 A Case Statement has the form: case expression choice1 : statements1 choice2 : statements2 ... [default : statements5] endcase *Verilog Models for Multiplexers A multiplexer is a conbinational circuit and can be modeled using: - A conditional operator with ass..

#4 Simple Synthesis Examples

*Simple Synthesis Examples 1 In order for code to synthesize correctly, certain conversions must be followed. Even if Verilog code gives the correct result when simulated, it may nor result in hardware that work correctly when synthesized. Sensitivity list에 B가 빠져있다. : always@(A or B) 또는 always@(*)로 수정해야 한다. *Simple Synthesis Examples 2 sequential logic을 사용하였기에 (=>) CLK을 두번 지난다. //always block 수정..

3상 구형파 인버터(Six Step Inverter)[전압]

1. 3상 인버터란? 3상 인버터는 모터의 3개의 상을 제어하기 위해 통상 6개의 스위칭 소자를 조합해 구성한다. 1개의 상에 2개의 스위칭 소자가 연결되어 있어, Top에 위치해 있는 스위칭 소자가 on되었는지 Bottom에 있는 스위칭 소자가 on되었는지에 따라 상전류에 방향을 제어한다. 그리고 같은 상에 있는 Top, Bottom스위치는 동시에 on되지 않는다. 위 그림에서 n은 모터의 중성점이고, g는 GND이다. 3상의 전압을 생성하도록 하기 위해서는 그림 8.17에서 처럼 각 상의 극전압이 서로 120도의 위상차를 갖도록 스위칭할 필요가 있다. 이 경우 출력 전압은 인버터가 발생할 수 있는 가장 큰 크기로 고정되며, 그 주파수만이 제어 가능하다. 이러한 동작을 하는 인버터를 구형파 인버터(Sq..

#2-2 Multiplexer Design

*Multiplexer Design - Conditional Expression A conditional(if 구문) signal assignment statement has the form : assign signal_name = condition ? expression_T : expression_F; if else => 한줄로 mux를 design할 수 있다. `timescale 1ns/1ns module Mux(X, Y, A, Z); input[3:0] X, Y; intput A; output[3:0]Z; assign Z = (A) ? Y : X; //A=1(true)이면 Y를 추출, A = 0(false)이면 X를 추출한다 endmodule *2-to-1 Multiplexer Design(Test..

#2 Verilog Description of Digital Systems(Verilog Assignments)

*Verilog Description of Combinational Circuits A signal assignment statement has the form : Assign [#delay] signal_name = expression; (square brackets indicate that #delay is optional) Concurrent statements (continuous assignments) examples 1-2 assign의 순서가 바뀌어도 다른 Hardware이 설계되진 않는다. (순서중요X) assign #10 A = ~A //A를 10ns 이후 inversion시켜라 => state를 바꾸는 주기적 신호 Q. A대신 CLK은 왜 사용 못하는가? A. CLK의 data type..

#1-1 Design a full adder

*Full Adder *Full Adder Design Using Verilog FullAdder.v file `timescale 1ns/100ps module FullAdder (input x, y, Cin, output Cout, Sum); assign Sum = x ^ y ^ Cin; assign Cout = (x & y) | (x & Cin) | (y & Cin); endmodule timescale 1ns/100ps : time 프리시전으로 time step결정, 얼마나 쪼개서 할 것인지 설정 FullAdder : module의 이름 / 순서에 맞게 mapping하기(순서중요) ^ : exclusive OR FullAdderTester.v file `timescale 1ns/100ps modul..

#1 Digital Circuit Design

*Digital System Advantage Reproducibility, Reliability, Accuracy, Noise immunity, Flexibility, Easy of integration, etc... => 집적 용이, 저장이 쉬움->유지보수 쉬움 *Hardware Description Languages(HDLs) HDLs can describe a digital system at several different levels. - behavioral and structural HDLs lead naturally to a top-down design methology Two popular HDLs - VHDL and verilog Verilog is a HDL used to describ..

모터 제어의 두가지 방식(Field-oriented control 과 Direct torque control)

0. 원문 교재 : Power electronIcs and motor drIves 1. 발췌 16.4 Vector Control Methods of AC–DC–AC Converter–Fed Induction Machine Drives: A Review (1) 16.4.1 Field Oriented Control and Virtual Flux Oriented Control VSI: The block diagram of the IFOC is presented in Figure 16.11. The commanded electromagnetic torque Mec, is delivered from outer PI speed controller, based on mechanical speed error e_Ωm...

Study/Motor Control 2023.09.28

#0 Boost converter + MPPT algorithm [Simulation]

1. Design parameter 매트랩의 시뮬링크의 PV의 입력 전압을 29V로 세팅하고 5개의 string이 병렬로 그리고 한개의 module로 직렬 연결되게 설정하였다. 병렬연결이기에 전압은 일정하지만 최대 전력점에서 전류는 7.35*5로 36.75A로 출력된다. 그때의 정격 전력을 제곱 미터당 1kw로 설정하고 원하는 출력 전압을 100V, 저항을 10옴으로 세팅하였다. 그리고 boost converter의 계산식을 통해 출력 전압 전류를 구하고 인덕터와 커패시터를 구하여 디자인 회로도에 사용하였다. 2. P&O algorithm (1) Algorithm 앞에서 설명한 P&O알고리즘을 matlab function block에 코드화 하였다. (2) Simulink design 그렇게 P&O기법을..

[논문리뷰] Single Stage Autonomous Solar Water Pumping System Using PMSM Drive

0. 원문 https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1049/iet-rpg.2018.6205 1. 해석 (0). Abstract This article presents a single stage standalone solar photovoltaic (SPV) array fed water pumping system using a permanent magnet synchronous motor (PMSM). 이 논문은 영구 자석 동기 모터 (PMSM)를 사용한 단일 단계 독립형 태양 광전지 (SPV) 어레이 공급 워터 펌프 시스템을 제시합니다. PMSM The vital contribu- tion of this work includes: 1) deve..

Non-inverting Buck-Boost Converter[비반전형 승압형 벅부스트 컨버터]

1. 기본 회로 출력 전압이 입력 전압과 동일한 전압을 가지는 것이 큰 특징인 비반전형 벅-부스트 컨버터의 기본 회로이다. 다른 컨버터와는 다르게 fet switch가 2개 사용된것이 큰 특징이다. Inverting Buck-Boost converter와는 다르게 출력으로 연결되는 다이오드가 정방향으로 연결이 되어있다. 2. Switch On On 상태 동작일 때 2개의 스위치가 한번에 켜져 두개의 다이오드가 역 바이어스가 되기 때문에 회로에서 아무런 동작을 하지 않는다. 입력 전압이 모두 인덕터에 걸리게 되고 인덕터는 전류가 흐르면 그 전류를 자기장의 형태로 충전하게 된다. 인덕터 양단 전압과 인덕터를 통해 흐르는 전류를 각각 V_L과 i_L로 표현할 수 있다. SMPS는 매우 높은 스위칭 주파수로 동..

[논문해석] Stacked switched capacitor energy buffer architecture

1. 논문원문 2. 논문해석 0. Abstract 이 논문은 전해 커패시터가 한상 사용되는 에너지 버퍼링 응용 분야, 특히 단상 교류와 직류 사이의 버퍼링에 대한 것입니다. 이러한 커패시터는 필름 및 세라믹 커패시터와 비교하여 높은 에너지 밀도를 가지지만 수명이 제한되고 신뢰성이 주요 관심사입니다. 이 논문은 전해 커패시터 없이도 비교 가능한 유효한 에너지 밀도를 달성하면서 이러한 제한을 극복하는 쌓인 스위칭 커패시터(SSC) 에너지 버퍼 아키텍처와 그 일부 토폴로지를 제시합니다. 아키텍처 접근 방식과 함께 설계 및 제어 기술도 소개됩니다. 320 V 직류 버스에 맞추어 설계된 필름 커패시터를 사용한 프로토타입 SSC 에너지 버퍼가 구축되었으며, 135 W의 부하를 지원할 수 있도록 설계되었습니다. 이 ..

[논문해석] Analysis and Optimization of Switched-Capacitor DCDC Converters

1. 논문원문 2. 논문해석 (0) Abstract 이 분석 방법은 스위치드 캐패시터 (SC) DC-DC 컨버터의 정상 상태 성능을 평가하여 완전히 결정합니다. 이 분석 방법은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증되었습니다. 개발된 간단한 수식은 총 캐패시턴스 또는 총 에너지 저장 한계와 같은 제약 조건을 충족시키기 위해 캐패시터 크기를 최적화하고, 총 스위치 전도도 또는 총 스위치 전압-암페어 (V-A) 제품에 대한 제약 조건에 따라 스위치 크기를 최적화하는 것을 허용합니다. 이러한 최적화를 통해 여러 스위치드 캐패시터 토폴로지를 비교하고, 다양한 응용 설정에서 스위치드 캐패시터 컨버터와 전통적인 자기 기반 DC-DC 컨버터 회로를 비교할 수 있습니다. 중요한 점은 (전도 손실을 기준으로) 사다리식 컨버터의 ..

Flying capacitor[플라잉 커패시터]

1. 정의 플라잉 커패시터는 전기 자동차(EV) 인버터, 배터리 관리 시스템(BMS), 재생 에너지 시스템 및 기타 전력 전자 장치와 같은 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 다단계 인버터에 사용되는 커패시터 유형이다. 플라잉 커패시터의 주요 기능은 원하는 전압 레벨을 생성하기 위해 직렬 및 병렬로 연결된 여러 커패시터를 사용하여 인버터의 서로 다른 레벨 간에 에너지를 저장하고 전송하는 것이다. 2. 특징 고효율 및 고전력 밀도 인버터에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 소위 "플라잉" 커패시터 멀티레벨 인버터가 많은 전력 전자 시스템의 강력한 선택으로 부상하고 있다. 이러한 커패시터는 연결된 반도체 스위칭 구조 및 상태에 따라 다른 전위로 "부동"할 수 있으므로 제조 공차, 온도 변화 및 기타 요인으로 ..