I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   201 6 ,   p p .   1 0 0 4 ~ 1 0 1 1   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v7 . i 3 . p p 1 0 0 4 - 1 0 1 1           1004       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Desig n and  I m ple m en tatio n of  Sing le P ha se  AC - DC  Buck - Bo o st  Co nv erte for Po w er F a ctor Corre ction a nd  H a r m o nic  Eli m ina tion       D.   J a y a ha r 1 R.   Ra nih e m a ma lin i 2 K.   Ra t hn a k a nn a n 3   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   JNT   Un iv e rsit y ,   Ka k in a d a ,   In d ia   2   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   S t. P e ter’s   c o l leg e   o g   En g in e e re in g   a n d   T e c h n o lo g y ,   Ch e n n a i ,   In d ia   3   De p a rtem e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   A n n a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a i ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   1 2 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   A p r   1 4 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Ma y   1 5 ,   2 0 1 6       T h is  p a p e d isc u ss e th e   P o w e r   F a c to C o rre c ti o n   ( P F C)   f o si n g le  p h a se     AC - DC  Bu c k - Bo o st  Co n v e rter  ( BBC)  o p e ra ted   in   Co n ti n u o u C o n d u c ti o n   M o d e   (CCM u sin g   i n d u c to r   a v e ra g e   c u rre n m o d e   c o n tro l.   T h e   p ro p o se d   c o n tro tec h n iq u e   e m p lo y P ro p o rti o n a l - I n teg ra ( P I)  c o n tr o ll e i n   th e   o u ter   v o lt a g e   lo o p   a n d   t h e   In d u c to A v e ra g e   Cu rre n M o d e   Co n tro (I A CM C)  in   th e   in n e c u rre n l o o p   f o P F BBC.  T h e   IA CM h a a d v a n tag e su c h   a ro b u stn e ss   w h e n   th e re   a re   larg e   v a riatio n in   li n e   v o lt a g e   a n d   o u tp u t   lo a d .   T h e   P c o n tro l ler  is  d e v e lo p e d   b y   u sin g   sta te   sp a c e   a v e ra g e   m o d e o f   BBC.  T h e   si m u la ti o n   o f   th e   p ro p o se d   sy ste m   w it h   it s co n tro c ircu it   is  im p le m e n ted   in   M a tL a b /S im u li n k .   T h e   sim u latio n   re su lt sh o w   a   n e a rly   u n it y   p o w e f a c to c a n   b e   a tt a in e d   a n d   t h e re   is  a lm o st  n o   c h a n g e   in   p o w e fa c to w h e n   th e   li n e   f re q u e n c y   is   a v a rio u ra n g e s.   Ex p e rime n tal  re su lt a re   p ro v id e d   to   sh o w   it s   v a li d it y   a n d   f e a sib il it y .   K ey w o r d :   AC - DC   co n v er ter   B u ck - B o o s t c o n v er ter   I n d u cto r   av er a g c u r r en m o d C o n tr o l   P I   co n tr o ller   P o w er   f ac to r   co r r ec tio n   Co p y rig h ©   201 6   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   D.   J ay a h ar ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   J NT   Un iv er s i t y ,   Ka k i n ad a,   I n d ia .   E m ail: j a y ah ar 2 0 0 3 @ y a h o o . co . in       1.   I NT RO D UCT I O N   T h s ev er al  cu r r en co n tr o tech n iq u es  h a v b ee n   r esear ch ed   in   th liter at u r f o r   b o o s an d   cu k   s in g le   p h ase   P FC   r ec tif ier s   [ 1 - 5 ] .   Am o n g   t h ese,   I n d u cto r   Av er ag e   C u r r en t   Mo d C o n tr o ( I AC MC)   is   m o s t   w id el y   u s ed   i n   P FC   cir cu its   [ 3 ] .   T h i m p o r tan f ea tu r o f   AC M C ,   as  co m p ar ed   w it h   p ea k   cu r r en m o d co n tr o l,  is   t h at  AC MC   u s es  a   h ig h   g ai n ,   w id b an d w id t h   C u r r en E r r o r   Am p l if ier   ( C E A )   t o   f o r ce   th a v er ag e   o f   o n cu r r en w it h i n   th co n v er ter ,   t y p icall y   t h in d u cto r   cu r r en t,  to   f o llo w   t h d e m a n d ed   cu r r en r ef er en ce   w it h   v er y   s m a ll  er r o r ,   as  co n tr o lled   cu r r en s o u r ce .   A d v a n tag e s   o f   AC M C   i n clu d lar g n o is m ar g i n ,   n o   r eq u ir e m en f o r   ad d itio n al  s lo p co m p e n s atio n ,   ea s y   c u r r en li m it  i m p le m en ta tio n ,   ex ce llen v o lta g e     an d   cu r r en r eg u latio n ,   s i m p le   co m p en s atio n ,   g o o d   b eh av io r   in   b o th   co n tin u o u s   an d   d is c o n tin u o u s   in d u cto r   cu r r en m o d es,  a n d   h a s   i n h er en t i n p u t   v o ltag a n d   o u tp u v o ltag f ee d - f o r w ar d   p r o p er ties .   A ll   t h is   is   ac h ie v ed   w it h   o n l y   s l ig h t i n cr ea s i n   co m p le x it y   o v er   ea r lier   s ch e m e s   [ 2 ] - [ 3 ] .     I AC MC  is   t y p ical l y   t w o   lo o p   co n tr o m et h o d   ( in n er   lo o p ,   cu r r en t;  o u ter   lo o p ,   v o ltag e)   f o r   p o w er   elec tr o n ic  co n v er ter s .   Ma n y   o f   th e s ap p licatio n s   h a v b ee n   in   th h i g h er   s w i tch i n g   f r eq u en c y ,   lo w er   p o w e r   s eg m e n ( u p   to   1 0 k W ,   at  2 0   k Hz  an d   ab o v e) ,   b u t   t h is   is   c h a n g i n g .   A   3 0 k W   th r ee   p h ase  i n v er ter   u s i n g   an alo g   I AC MC  h a s   b ee n   r ep o r ted   [ 6 ] .   T h r eg u latio n   o f   o u tp u v o lt ag o f   P FC   b o o s co n v er ter   u s in g   P I   co n tr o ller   at   th o u ter   lo o p   h as b ee n   r ep o r ted   [ 7 ] - [ 8 ] .             T h s i m p le  m o d els  o f   p o w er   co n v er ter s   ar u s u al l y   o b tain ed   f r o m   s tate - s p ac av er ag i n g     an d   li n ea r izatio n   tech n iq u es;  t h ese  m o d els   m a y   th e n   b u s e d   f o r   clas s ical  co n tr o d esi g n   [ 9 ] - [ 1 0 ] .   T h er ef o r e   in   t h is   p ap er ,   w p r o p o s P FC   B B C   to   r eg u late  t h o u tp u v o ltag e/ s u p p l y   cu r r e n t   b y   u s in g   b o th   P I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f S in g le  P h a s A C - DC   B u ck - B o o s t Co n ve r ter fo r   P F C   a n d     ( D.   Ja ya h a r )   1005   co n tr o ller   at  th o u ter   lo o p   an d   th I AC MC  at  i n n er   lo o p .   T h s tate - s p ac a v er ag m o d el  f o r   B B C   is   d er iv ed   at  f ir s t   an d   u s ed   f o r   d esig n in g   th P I   co n tr o ller .   I n   s e ctio n   I I ,   w d i s cu s s ed   t h cir cu it  d escr ip tio n     an d   m a th e m atica l   m o d el  o f     P FC   B B C T h d esig n   o f   P I   co n tr o ller   an d   I A C M C   is   p r es en ted   i n   s ec t io n   I I I .   Si m u latio n   r es u l ts   o f   s y s te m   ar d is cu s s ed   in   s ec tio n   I V .   T h co n clu s io n s   a n d   f u t u r w o r k   o f   s y s te m   i s   d is cu s s ed   in   s ec tio n .           2.   M AT H E M AT I CAL M O DE L   O F   P F B B   A   t y p ical  to p o lo g y   o f   P FC   B B C   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 ,   an d   it is   co n s tr u cted   b y   t h u n co n tr o lled   d io d b r id g e,   f o llo w ed   b y   B B C .   I t   co n s is t s   o f   AC   in p u s u p p l y   v o ltag e,   i n d u cto r   L ,   ca p ac ito r   C ,   p o w er   s w itch   S   (n - c h an n el   m o s f e t) ,   d io d a n d   lo ad   r esis tan ce   R .   I t   allo w s   th e   o u tp u v o ltag e   to   b h i g h e r   o r   l o w er   t h a n   t h e   in p u v o lta g e,   b ased   o n   th d u t y   r atio   d .   I n   th cir cu it t h er ar t w o   s to r ag ele m e n t s   in d u ct o r   an d   ca p ac ito r .   I is   c u s to m ar y   an d   co n v e n ie n to   tak e   th e   i n d u cto r   c u r r en a n d   t h ca p ac ito r   v o lta g e   as  s t ate  v ar iab les.   E ac h   s w itc h in g   s tag ca n   b r ep r esen ted   b y   co r r esp o n d in g   cir cu i t to p o lo g y .   T h v o lta g tr an s f er   g ain   o f   B B C   is           Fig u r 1 .   T h e   to p o lo g y   o f   th P FC   B B C   cir cu it         ( 1 ) o V d Ed      an d   it’s th co r r esp o n d in g   cu r r en t tr an s f er   g ain   i s     ( 1 ) o in I d Id      I n   th o n - d u r atio n   cir c u it  co n f ig u r atio n ,   t h s w itc h   is   co n d u cti n g   an d   d io d is   n o c o n d u cti n g .     T h s y s te m   s tate  eq u atio n s   d escr ib in g   t h o n - i n ter v a l c ir cu it   co n f i g u r atio n   is   d escr ib i n g   b y     L E dt di L   dt dV C   C V RC 1        dt dV dt di c L RC 1 0 0 0 Cf L V i   + 0 1 L   E                ( 1 )                                                                               I n   th o f f - d u r atio n   cir cu it  c o n f i g u r atio n ,   t h s w itc h   is   o p en ed   an d   th d io d is   co n d u cti n g .     T h s y s te m   eq u atio n s   f o r   th o f f - cir cu it to p o lo g y   ar g i v e n   as     L V dt di C L     L C i C dt dV 1 c V RC 1     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   1 0 0 4     1 0 1 1   1006     C L C L V i RC C L dt dV dt di 1 1 1 0                 ( 2 )     B y   u s i n g   th s tate - s p ac av er a g in g   m o d el  t h s y s te m   m o d el  ca n   b w r itte n   as [ 9 ] - [ 1 0 ]     A   A on   d   A off  (1 - d )                                                     B   B on  d   B off   (1 - d )         E L d V i RC C d L d dt dV dt di C L C L 0 1 1 1 0            3.   DE S I G O F   P I   CO NT RO L L E A ND  I ND UCTOR   A V E RA G E   C URR E NT   CO N T RO L L E R   3 . 1 .   Desig n   P I   Co ntr o ller  Desig n     T h P I   co n tr o ller   is   d esig n ed   t o   en s u r th e   s p ec i f y i n g   d esire d   n o m i n al  o p er atin g   p o in t   f o r   P FC   B B C ,   th en   r eg u lati n g   it,  s o   t h at  it   s ta y s   v er y   clo s er   to   th n o m in al   o p er atin g   p o in i n   t h ca s o f   s u d d en   d is tu r b an ce s ,   s et  p o in t v ar ia tio n s ,   n o i s e,   m o d elin g   er r o r s   an d   co m p o n e n t s   v ar iatio n s .               Fig u r e   2 .   S -   S h ap e d   cu r v o f   s tep   r esp o n s o f   B B C       T h P I   co n tr o ller   s ettin g s   p r o p o r tio n al  g ain   Z ei g ler     Nich o ls   tu n i n g   m et h o d   [ 8 ] - [ 9 ]   b y   ap p ly in g   t h e   s tep   test   to   ( 3 )   to   o b tain   S - s h ap ed   cu r v o f   s te (K p )   an d   in teg r al  ti m ( T i )   ar d esig n ed   u s i n g   p   r esp o n s o f   B B C .   Fro m   t h S - s h ap ed   c u r v o f   s tep   r esp o n s e   o f   B B C   m a y   b c h ar ac ter ized   b y   t w o   co n s tan t s ,   d ela y   ti m L   an d   ti m co n s ta n T .   T h d ela y   t i m e   an d   ti m co n s ta n a r d eter m in ed   b y   d r a w i n g   tan g e n t   li n at   th e   in f lectio n   p o in o f   t h S - s h ap ed   cu r v an d   d eter m i n i n g   th i n ter s ec tio n s   o f   t h ta n g en l in w it h   t h ti m ax i s   an d   li n o u tp u t   r esp o n s e   c( t)   as  s h o w n   in   Fi g u r e   2 .   Z ieg ler   an d   Nic h o ls   s u g g e s ted   to   s et  th e   v a lu e s   o f     K p 0 . 0 3 6   an d   T i   0 . 0 1 6 s   ac c o r d in g   to   th T ab le  1 .           T h P I   co n tr o ller   o p tim al  s et tin g   v al u es  ( Kp   an d   T i )   f o r   P FC   B B C   ar o b tain ed   b y   f i n d in g   t h e   m i n i m u m   v al u es o f   i n teg r al   o f   s q u ar o f   er r o r   ( I SE) ,   in teg r al   o f   ti m o f   s q u ar o f   er r o r   ( I T A E )   a n d   in te g r al  o f   ab s o lu te  o f   er r o r   ( I A E ) ,   w h ic h   i s   li s ted   i n   T ab le  2 .   T h d esig n ed   P I   co n tr o ller   is   u s ed   r eg u la te  t h o u tp u t   v o ltag o f   P FC   B B C .       T ab le  1 Z ieg ler -   Nic h o ls   T u n i n g   R u les   Ty p e   o f   c o n t r o l l e r   Kp   Ti   Td   P   T / L     0   PI   0 . 9 T / L   L/ 0 . 3   0   P I D   1 . 2 T /L   2L   0 . 5 L     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f S in g le  P h a s A C - DC   B u ck - B o o s t Co n ve r ter fo r   P F C   a n d     ( D.   Ja ya h a r )   1007   T ab le  2 Sim u lated   R e s u lts   O f   Min i m u m   Val u es  Of   I SE,   I AE ,   I T A E   An d   Op ti m al  Setti n g   Valu es    o f   Kp   An d   Ti   I S E   I A E   I TA E   Kp   T i   ( s)   2 . 3 7 7   0 . 1 9 3 5   0 . 0 0 1 5 5 7   0 . 0 1 2 0 5   0 . 0 1 3 3       3 . 2 .   Desig n   o f   I nd uct o Av er a g Curre nt  Co ntr o ller    I n   Fig u r 3   s h o w s   th P I   co n tr o ller   o u tp u a n d   f u ll  b r id g d io d r ec tif ier   o u tp u ar ap p lied   t o   m u ltip lier .   No w ,   m u ltip lier   m u ltip lie s   th b o th   s i g n al  to   f o r m   t h m o d u lati n g   s ig n al.   T h is   m o d u lati n g   s i g n a l   an d   r a m p   f u n ct io n   ar ap p lied   to   s u m m er .   I ts   s u m s   th b o t h   s i g n al   to   f o r m   r e f er en ce   c u r r en t.  T h en   r e f er en ce   cu r r en t   is   co m p ar ed   to   f ee d b ac k   cu r r en to   f o r m   P W p u ls to   co n tr o th s w itc h   S.  T h o u tp u v o lta g ca n   b v ar ied   b y   ch a n g i n g   th d u t y   c y cle.   I n   Fi g u r 4   s h o w s   t h f ee d b ac k   cu r r e n is   co m p a r ed   w i th   r ef er e n ce   s in u s o id al  w a v e f o r m   a n d   is   f o r ce d   to   r em ai n   b et w ee n   t h m ax i m u m   a n d   m in i m u m   v al u es  o f   i r ef   [ 3 ] .   Desig n   s p ec if icatio n   o f   I A C C R a m p   f u n ctio n   m a g n it u d e:  1 A ,   R e f er en ce   cu r r en m a g n itu d e:  1 . 3 A ,   F ed   b ac k   cu r r en t.               Fig u r 3 .   B lo ck   d iag r a m   o f   I n d u cto r   Av er ag C u r r en t Co n tr o ller     Fig u r 4 .   W av ef o r m s   o f   i fb   an d   i ref         4.   SI M UL AT I O R E S UL T S       T h s im u lat io n   r esu l ts   o f   P FC   B B C   w it h   I AC M C   an d   P I   c o n tr o ller   is   p r esen ted   in   th is   s e ctio n .   T h s in g le  p h a s P FC   B B C   w it h   p r o p o s ed   co n tr o ller s   is   s h o w n   in   Fi g u r 5 .   T h n o m i n al  i n p u v o lta g i s   5 0 Hz   w it h   t h R M v al u 1 1 0 V,   in p u i n d u cto r   L in   =7 0 μ H,   in d u cto r   L =7 0 0 m H,   ca p ac ito r   C =7 6 0 μ F,  th o u tp u lo ad   r an g R =1 0 0 o h m   to   2 0 0 o h m ,   t h d esire d   o u tp u v o lta g is   2 0 0 an d   th li n f r eq u en c y   i s   5 0 Hz.   T h e   p er f o r m a n ce s   o f   I A C M C   a n d   P I   co n tr o ller   f o r   P FC   B B C   ar ev al u ated   i n   Ma t L a b /S i m u li n k .   I n   s tead y   s tate,   th o u tp u v o lta g v ar iatio n   i s   n o t   m o r t h a n   ± 1 . 5 . T h in p u c u r r en a n d   v o lt ag e   w a v ef o r m s   ar s h o w n   i n   Fig u r 6 .   T h in p u cu r r en wav ef o r m   i s   al m o s in   p h a s w i th   th i n p u v o ltag e.   Fro m   t h h ar m o n ic  s p ec tr u m   an al y s is   o f   in p u t c u r r e n t in   Fi g u r 7 ,   th T o tal  Har m o n ic  Di s to r tio n   ( T HD)   is   al m o s t u p   to   9 . 6 4 %.             Fig u r 5 .   P FC   B B C   w it h   in d u cto r   av e r ag cu r r en t a n d   P I   co n tr o ller s     Fig u r 6 .   W av ef o r m s   o f   th s u p p ly   v o ltag an d   s u p p l y   c u r r en w h e n   R =1 0 0   o h m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   1 0 0 4     1 0 1 1   1008       Fig u r 7 .   Fre q u en c y   d o m ain   a n al y s i s   o f   in p u t c u r r e n w h e n   R =1 0 0   o h m           Fig u r 8 .   T HD  co m p ar is o n s   u n d er   d if f er e n t li n f r eq u e n cie s           Fig u r 9.   Z o o m ed   w av e f o r m s   o f   th s u p p l y   v o ltag a n d   s u p p l y   cu r r en w h e n   R =1 0 0   o h m       T h p er f o r m a n ce   o f   t h I A C M C   an d   t h at  o f   t h p ea k   c u r r en m o d co n tr o ller   ar co m p ar ed   w h e n   th e   lin f r eq u e n c y   i s   c h an g i n g   f r o m   5 0 Hz  to   5 5 0 Hz.   Fig u r e   1 2   s h o w s   t h at  T HD  ch a n g litt le  u s i n g   q u as i   I AC MC,  t h P s ta y s   a ab o u 9 6 . 4 8 %,  b u T HD  in cr ea s m u ch   w it h   t h l in e   f r eq u e n c y   u s i n g   th e   p ea k   cu r r en m o d co n tr o ller ,   th wo r s t P F d ec r ea s es to   9 1 %.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f S in g le  P h a s A C - DC   B u ck - B o o s t Co n ve r ter fo r   P F C   a n d     ( D.   Ja ya h a r )   1009   5.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   T h s p ec if icatio n   o f   ex p er i m e n tal  m o d el  i s   s a m a s   th s i m u latio n   m o d el  s p ec i f icatio n .   T h n o m i n al   in p u t   v o lta g i s   5 0 Hz  w it h   t h R MS  v al u 1 1 0 V,   in p u i n d u cto r   L in   =7 0 μ H/1 5 A   ( Fer r i te  C o r e) ,   in d u cto r   L =7 0 0 m H/1 5 A   ( Fer r ite  C o r e) ,   ca p ac ito r   C =7 6 0 Μf /4 4 0 ( E lectr o l y tic  t y p e) ,   th o u tp u lo ad   r an g e   R =1 0 0 o h m   to   2 0 0 o h m ,   th d esire d   o u tp u v o lta g is   2 0 0 V,   th lin f r eq u e n c y   is   5 0 Hz,    SIRF 5 4 0   ( MO SF E T )   an d      FR 3 0 6   ( Dio d e) .                                             Fig u r e   11   s h o w s   t h i n p u v o ltag a n d   cu r r en w i th   lo ad   ch an g f r o m   1 0 0   o h m   to   2 0 0   o h m .   Fro m   th is   w a v e f o r m s   i is   clea r l y   i d en tifie d   th at,   th er is   n o   f l u ctu atio n   i n   i n p u c u r r en an d   v o ltag u s i n g   t h e   p r o p o s ed   co n tr o s ch e m e.   Fi g u r 1 2   s h o w s   th a n alo g   i m p l e m en tatio n   o f   I AC MC  w i th   c o m p o n en t s   d etails.   L o w   v o ltag e   r an g o f   o u tp u i s   o b tain ed   b y   u s in g   p o te n tial  d iv id er   cir cu it.  U s i n g   th is   lo w   d v o ltag e   w h ich   i s   co m p ar ed   w it h   r ef er en ce   d v o ltag ( L M3 2 4 ) .   T h PI  co n tr o ller   w as  i m p le m en ted   u s i n g   L M3 2 4 ,   ca p ac ito r   an d   f ee d b ac k   r e s is ta n ce .   P I   co n tr o ller   o u tp u a n d   r ec t if ied   o u tp u s ig n als   ar m u ltip lied   b y   u s in g   m u ltip lier A D6 3 3 .   Af ter   th m u l tip lied   o u tp u s i g n al  a n d   r a m p   s ig n al  ( NE   5 5 5 )   is   s u m m ed .   T h o u tp u s ig n al  o f   th i s   o p er atio n al  a m p li f ier ,   w h ic h   ac as   r ef er e n ce   c u r r en t   f o r   f ee d b ac k   in d u cto r   cu r r en t.  B o th   s ig n als   ar e   co m p ar ed   u s i n g   L M3 1 1   an d   g en er ate   t h P W p u ls e.   M C T   2 E   an d   tr an s is to r s   w h ic h   is   ac a s   a n   o p to - co u p ler   an d   d r iv er   cir cu it f o r   t h p o w er   MO S FET .               Fig u r 1 1 .   W av ef o r m s   o f   i n p u cu r r en w it h   lo ad   ch an g f r o m   1 0 0   o h m   to   2 0 0   o h m     Fig u r 1 2 .   A n alo g   I m p le m en t atio n   o f   I A C M C         6.   CO NCLU SI O NS   1.   T h d esig n   o f   p r o p o s ed   co n tr o ller s   f o r   P FC   B B C   h as   b ee n   s u cc e s s f u ll y   d e m o n s tr ated   an d   i m p le m en te d   in   r ea l ti m e.   2.   T h I A C M C   is   u s ed   at  in n er   lo o p   to   r eg u late  th i n p u c u r r en an d   h ar m o n ic s ,   w h ic h   h as  t h ad v an tag e s   o v er   th p ea k   cu r r en a n d   h y s ter es is   cu r r e n co n tr o ller s   s u ch   as  t h r o b u s t n es s   w h e n   th er ar lar g v ar iatio n s   in   li n v o ltag a n d   o u tp u t lo ad .   3.   T h PI  co n tr o ller   is   im p le m e n ted   at  o u ter   lo o p ,   w h ic h   p r o d u ce   th ex ce lle n p er f o r m a n ce   o f   o u tp u t   v o ltag r e g u la tio n   f o r   B B C   u n d er   d if f er en t c o n d itio n s .   4.   T h P I   c o n tr o ller   s ettin g s   p r o p o r tio n al  g ain   ( K p )   an d   in teg r al  ti m ( T i )   ar e   d esig n ed   u s in g   Z eig ler   Nich o ls   t u n in g   m e th o d   [ 8 ] - [ 9 ]   b y   ap p l y i n g   t h s tep   test   to   ( 3 )   to   o b tain   S - s h ap ed   cu r v o f   s tep   r esp o n s e   o f   B B C .   5.   Mo r eo v er ,   th is   I AC M C   is   ad v an ta g eo u s   co m p ar ed   to   p ea k   cu r r en m o d co n tr o ller   in   th ap p licatio n   w h e n   th li n f r eq u en c y   is   c h a n g i n g   lar g el y .   6.   T h p r o p o s ed   tech n iq u o f f er s   d ef in i te  b en ef i ts   o v er   th co n v e n tio n al  b o o s co n v er ter   an d   it  is   ea s y   to   u n d er s ta n d ,   is   ea s y   to   i m p le m en t,  a n d   d r a w s   s in u s o id al  in p u cu r r en t   f r o m   AC   s o u r ce   f o r   an y   DC   o u tp u v o ltag co n d it io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 6   1 0 0 4     1 0 1 1   1010   7.   T h s i m u latio n   a n d   ex p er i m en tal  r es u lts   co n f ir m ed   th th eo r etica an al y s i s   an d   t h u s   v er if ied   th e   f ea s ib ili t y   o f   th p r o p o s ed   co n v er to r   to p o lo g y .   8.   T h Si m u latio n s   r es u lt s   s h o ws  n ea r l y   u n it y   p o w er   f ac to r   w h e n   t h li n f r eq u e n c y   is   at   v ar io u s   r an g es   an d   th ex p er i m e n tal  r es u lts   al s o   v er if ied   t h f ea s ib ilit y   o f   t h w o r k .   9.   Fig u r 1 2   s h o w s   th at  T HD  ch an g litt le  u s i n g   q u asi  I AC MC,  th P s ta y s   at  ab o u 9 6 . 4 8 %,  b u T HD   I n cr ea s m u c h   w it h   th li n f r eq u en c y   u s in g   t h p ea k   cu r r en m o d co n tr o ller ,   th w o r s P F   Dec r ea s es    to   9 1 %.       RE F E R E NC E S   [1 ]   J.  S u n ,   W . C.   W u ,   a n d   R.   Ba ss ,   L a rg e - sig n a c h a ra c te riza ti o n   o sin g le  p h a se   PF c irc u it wit h   d i ff e re n typ e o f   c u rr e n c o n tr o l” ,   in   P ro c .   I EE A p p l.   P o w e El e c tro n .   Co n f .   (A P EC’9 8 ),   1 9 9 8 ,   p p .   6 5 5 6 6 1 .   [2 ]   C.   Zh o u   a n d   M . M .   J o v a n o v ic,  De sig n   tr a d e - o ff i n   c o n ti n u o u c u rr e n mo d e   c o n tro ll e d   b o o s p o we r - fa c to r   c o rr e c ti o n   c irc u it s” ,   in   P ro c .   HF P C’ 9 2 ,   1 9 9 2 ,   p p .   2 0 9 2 2 0 .   [3 ]   L . H.  Dix o n ,   Av e ra g e   c u rre n t - m o d e   c o n tro o f   sw it c h in g   p o we su p p li e s” ,   in   U n it ro d e   P o w e S u p p ly   De si g n   Ha n d b o o k .   Ne w   Yo rk M c - G ra w - Hill ,   1 9 9 0 .   [4 ]   J.B. W il li a m s,  De sig n   o fee d b a c k   lo o p   in   u n it y   p o we r   fa c to a c   to   d c   c o n v e rte r ,   in   P r o c .   P ES C’8 9 ,   1 9 8 9 ,   p p .   959 9 6 7 .   [5 ]   K.  S m e d le y   a n d   S .   Cu k ,   On e - c y c le  c o n tro o switc h in g   c o n v e rte rs ,   in   P ro c .   IEE P ES C’ 9 1 ,   1 9 9 1 ,   p p .   8 1 4 8 2 0 .   [6 ]   F ra se r,   M . E. ,   a n d   M a n n i n g ,   C. D ,   P e rf o rm a n c e   o f   A v e ra g e   c u rre n M o d e   C o n tr o ll e d   P W M   In v e rter  w it h   Hig h   Cre st F a c to L o a d ,   Po we r E le c tr o n ics   a n d   Va ri a b le S p e e d   Dr ive s,   26 - 2 8 Oc to b e 1 9 9 4 ,   c o n f e re n c e   P u b l ica ti o n   N o .   3 9 9 ,   IEE ,   p p .   6 6 1 - 6 6 6 .   [7 ]   L .   G u o ,   J.Y.  Hu n g   a n d   R. M .   Ne lms ,   " D e sig n   a n d   imp le me n ta t io n   o a   d i g it a PID  c o n tro ll e fo a   b u c k   c o n v e rte r , "   P r o c e e d in g o f   th e   3 6 th   I n ters o c i e t y   En e rg y   Co n v e rsio n   E n g in e e rin g   Co n f e re n c e ,   Ju ly / A u g u st  (2 0 0 1 ),   V o l.   1 ,   p p .   187 - 1 9 2 .   [8 ]   H.  M in g z h a n d   X .   Jia n p in g ,   " No n li n e a P ID  in   Dig it a Co n tro ll e d   Bu c k   Co n v e rters " ,   Ap p li e d   p o we e lec tro n ics   c o n fer e n c e   AP EC  2 0 0 7 ,   2 5   F e b - 1   M a rc h   (2 0 0 7 ),   A n a h e in   CA   USA,   p p .   1 4 6 1 - 1 4 6 5 .   [9 ]   A . J.  F o re y th   a n d   S . V .   M o ll o v ,   " M o d e li n g   a n d   c o n tro l   o f   Dc - Dc   c o n v e rters " ,   IEE Po we E n g i n e e rin g   J o u rn a l V o l .   1 2   n o .   5 ,   (1 9 9 8 ),   p p   2 2 9 - 2 3 6 .   [1 0 ]   M a h d a v i,   A .   Em a d i,   H.A .   T o li y a t,   A p p li c a ti o n   o f   S tate   S p a c e   Av e ra g in g   M e th o d   to   S li d i n g   M o d e   C o n tr o o f   P W M   DCD C o n v e rters ,   IEE E   In d u stry   Ap p li c a t io n S o c iety   An n u a M e e ti n g   Ne Or lea n s L o u si a n a ,   Oc to b e r   5 - 9 ,   ( 1 9 9 7 ),   p p .   8 2 0 - 8 2 7 .   [1 1 ]   Y.C.   Ji  a n d   M . W .   S h a n , A   n o v e th re e   p h a se   A C/DC  c o n v e rter  w it h o u f o rn t - e n d   f il ter  b a se d   o n   a d ju sta b le   tri a n g u lar - w a v e   P W M   tec h n i q u e ,   IEE T ra n s.   Po we r E lec tro n ics ,   M a rc h - 1 9 9 9 .   [1 2 ]   B.   S in g h ,   B . N.   S i n g h ,   A .   Ch a n d ra ,   a n d   D. P .   K o th a ri , A   re v ie w   a sin g le  P h a se   im p ro v e d   P o w e q u a li ty   Ac - Dc   c o n v e rters ,   IEE T r a n s.   I n d u stria El e c tro n ics ,   Oc t,   2 0 0   [1 3 ]   H.  M in g z h a n d   X .   Jia n p in g ,   " No n li n e a P ID  in   Dig it a Co n tro ll e d   Bu c k   Co n v e rters " ,   Ap p li e d   p o we e lec tro n ics   c o n fer e n c e   AP EC  2 0 0 7 ,   2 5   F e b - 1   M a rc h   (2 0 0 7 ),   A n a h e in   CA   USA,   p p .   1 4 6 1 - 1 4 6 5 .   [1 4 ]   A . J.  F o re y th   a n d   S . V .   M o ll o v ,   " M o d e li n g   a n d   c o n tro l   o f   Dc - Dc   c o n v e rters " ,   IEE Po we E n g i n e e rin g   J o u rn a l V o l .   1 2   n o .   5 ,   (1 9 9 8 ),   p p   2 2 9 - 2 3 6 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       D.  J a y a h a r   w a s   b o r n   i n   Dh a rm a p u ri,   I n d ia  o n   Ju ly   2 7 ,   1 9 7 3 .   H e   re c e i v e d   th e   B. d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   P . S . G . Co ll e g e   o Tec h n o l o g y ,   Co im b a to re ,   In d ia,  in   1 9 9 5 ,   a n d   th e   M . d e g re e   f ro m   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   G u in d y ,   A n n a   Un iv e rsit y ,   In d ia,  in   2 0 0 7 .   Cu rre n tl y ,   h e   is   p u rsu in g   P h in   th e   f ield   o f   p o w e r   e le c tro n ics   a th e   sc h o o o f   El e c tri c a l   En g in e e rin g   De p t. ,   J.N.T . U,  Ka k in a d a ,   I n d ia.   His  f ield   o f   in tere st  in c l u d e c u rre n c o n tro l lers   d e sig n   f o a c - d c   c o n v e rters ,   m o d e li n g   o f   p o w e c o n v e rters ,   m a tri x   c o n v e rter,   h ig h   p o w e fa c to c o n v e rters ,   m u lt il e v e c o n v e rters ,   a n d   In v e rters .   He   h a s au t h o re d   m o re   th a n   8   p a p e rs p u b li s h e d   i n   in tern a ti o n a a n d   n a ti o n a c o n f e re n c e   p ro c e e d in g s an d   p r o f e ss io n a jo u r n a ls.         DR.   R.   R a n i h e m a m a li n i   w a b o rn   in   k u m b a k o n a m ,   In d ia  o n   Ja n u a ry 1 4 th ,   1 9 6 9 .   S h e   re c e iv e d   th e   B. d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   f ro m   A la g a p p a   Ch e tt iar  c o ll e g e   o f   e n g g   &   tec h ,   k a ra i k u d i,   In d ia  in   1 9 9 0 ,   a n d   th e   M . d e g re e   f ro m   Re g io n a e n g g .   c o ll e g e ,   T rich irap a ll i,   In d ia,  i n   1 9 9 7 ,   a n d   sh e   re c e iv e d   th e   P h . in   t h e   f ield   o f   c o n tro e n g in e e rin g   f ro m   Re g io n a e n g in e e rin g   c o ll e g e   T iru c h irap p a ll i,   In d ia  in   2 0 0 3 .   He f ield   o f   in tere st  in c lu d e c o n v e rters ,   se l tu n i n g   P ID  c o n tr o ll e rs,  De sig n   o f   p o rtab le  a rc   w e ld in g   tran sf o r m e rs,  stu d ies   o n   tw o   p h a se   f lo th ro u g h   A   p ip e   a n d   c o n tr o v a lv e   in   se ries ,   a n d   o th e i n stru m e n tatio n   sy ste m s.  . S h e   h a a u th o re d   m o re   th a n   1 8   p a p e rs  p u b li sh e d   in   in tern a ti o n a a n d   n a ti o n a c o n f e re n c e   p ro c e e d in g a n d   p ro f e ss io n a jo u rn a ls,   c u rre n tl y ;   sh e   is  w o rk in g   a s p ro f fe ss o in   st.   p e ter’s   En g in e e rin g   Co l leg e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694       Desig n   a n d   I m p leme n ta tio n   o f S in g le  P h a s A C - DC   B u ck - B o o s t Co n ve r ter fo r   P F C   a n d     ( D.   Ja ya h a r )   1011     DR.   K.   Ra th n a k a n n a n   w a b o rn   i n   T a n jav u r,   In d ia  o n   M a y   1 7 ,   1 9 7 4 .   He   re c e iv e d   th e   B. E   d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n i c s E n g in e e rin g   f ro m   M a d ra s Un iv e rsit y   Ch e n n a i,   In d ia i n   1 9 9 7 ,   a n d   th e   M . d e g re e   f ro m   A n n a m a lai  Un iv e r sit y ,   In d ia,  in   1 9 9 9 ,   a n d   He   re c e iv e d   th e   P h . i n   th e   f ield   o f   S in g le  El e c tro n   tec h n o l o g y   f ro m   A n n a   Un iv e rsit y ,   Ch e n n a i,   In d ia  in   2 0 0 9 .   His  f ield   o f   in tere st  in c lu d e Na n o   sc a le   e lec tro n ic s ,   S i n g le  e lec tro n   tec h n o l o g y ,   Na n o tec h n o l o g y ,   UL S I/V L S d e sig n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.