EMI Filter Design for Buck Converter With Feed-Forward Control

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.authorSjöroos, Jukka-Pekka
dc.contributor.departmentSähkö- ja tietoliikennetekniikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorKyyrä, Jorma
dc.date.accessioned2020-12-04T18:46:50Z
dc.date.available2020-12-04T18:46:50Z
dc.date.issued2004
dc.description.abstractThe buck (step-down) converter is one of the basic converters. Switched mode dc-dc converters are used to convert the unregulated dc input voltage to regulated dc output voltage. This work presents EMI filter design for buck converter with input voltage feed-forward control (IVFF). Closed loop and open loop transfer function models of the buck converter with IVFF are analysed. IVFF is quite rarely discussed control scheme, in literature usually only feedback control is applied; because IVFF alone is less accurate than feedback control since output sensing is not involved. However, in IVFF there is no loop delay waiting for an output error signal to appear after input variations. In the thesis IVFF control is used together with the feedback control to improve the dynamic performance of the converter. It is shown that the limited duty ratio of the converter applied with IVFF is slowing down the control loop. The thesis provides an overview of the EMI sources of an SMPS. Measurement setups for conducted noise and a practical method for EMI filter design are presented. The simulation model is implemented according to theoretical models and the features of the control IC TPS40600. A 36 W prototype of the buck converter was built to verify the theory and simulated results.en
dc.description.abstractJännitettä laskeva katkoja on yksi peruskatkojista. Hakkuriteholähteissä pyritään tuottamaan vaihtelevasta syöttöjännitteestä tarkasti aseteltu lähtöjännite. Työssä suunnitellaan EMI suodatin syöttöjännitteen myötäkytkennällä ohjatulle jännitettä laskevalle katkojalle. Jännitettä laskevan katkojan avoimen ja suljetun järjestelmän siirtofunktiomallit on analysoitu syöttöjännitteen myötäkytkennälle. Syöttöjännitteen myötäkytkentä on melko harvoin käytetty säätötekniikka. Kirjallisuudessa käytetään yleensä pelkästään takaisinkytkentää jännitteen myötäkytkennän sijasta. Syöttöjännitteen myötäkytkentä ei ole yhtä tarkka kuin takaisinkytkentä, koska kuorman muutoksia ei ole kompensoitu. Syöttöjännitteen myötäkytketyssä säädössä ei ole kuitenkaan mukana takaisinkytkennän aiheuttamia viiveitä syöttöjännitemuutoksia kompensoitaessa. Diplomityössä käytetään syöttöjännitteen myötäkytkentää ja takaisinkytkentää yhdessä parantamaan katkojan dynaamista toimintaa. Työssä on osoitettu, että syöttöjännitteen myötäkytkennällä säädetyllä katkojalla pulssisuhteen rajoitteisuus hidastaa takaisinkytkennän toimintaa. Työssä tarkastellaan myös sähkömagneettisten häiriöiden syntyä hakkuriteholähteessä, johtuvien häiriöiden mittausta ja suodattimen suunnittelua. Simulointimalli on toteutettu teoreettisten mallien ja käytetyn ohjainpiirin TPS40600 ominaisuuksien perusteella. Työtä varten rakennettiin 36 W jännitettä laskeva katkoja, jonka avulla verrataan teoriaa ja simuloituja tuloksia.fi
dc.format.extent76
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/91925
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120450760
dc.language.isoenen
dc.programme.majorTehoelektroniikkafi
dc.programme.mcodeS-81fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordSwitch-Mode Power Converteren
dc.subject.keywordhakkuriteholähdefi
dc.subject.keywordBuck Converteren
dc.subject.keywordjännitettä laskeva katkojafi
dc.subject.keywordEMI Filteren
dc.subject.keywordsuodatinfi
dc.subject.keywordFeed Forwarden
dc.subject.keywordmyötäkytkentäfi
dc.subject.keywordControl Bandwidthen
dc.subject.keywordsäädön taajuuskaistafi
dc.titleEMI Filter Design for Buck Converter With Feed-Forward Controlen
dc.titleSyöttöjännitteen myötäkytkennällä ohjatun jännitettä laskevan katkojan EMI suodattimen suunnittelufi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_36089
local.aalto.idinssi26316
local.aalto.openaccessno
Files