:: دوره 11، شماره 2 - ( 2-1401 ) ::
جلد 11 شماره 2 صفحات 67-51 برگشت به فهرست نسخه ها
طراحی و پیاده‌سازی یک مبدل جریان مستقیم به جریان مستقیم غیر ایزولۀ جدید با بهره ولتاژ بالا و تنش ولتاژ پایین
سید محمد صادق زاده* 1، حامد جواهری فرد1
1- دانشکده فنی و مهندسی، گروه برق قدرت، دانشگاه شاهد، تهران، ایران
چکیده:   (1953 مشاهده)
در این مقاله، یک مبدل جریان مستقیم به جریان مستقیم (DC-DC) افزاینده غیر ایزوله با ساختار درهم تنیده ارائه شده است که برای کاربردهای منابع تجدیدپذیر انرژی خصوصا سیستم تبدیل انرژی خورشدیدی مناسب است. در توپولوژی پیشنهادی، از سلف های تزویج و سلول­های خازن سوئیچ شونده برای افزایش ولتاژ خروجی استفاده شده است. دستیابی به این هدف در شرایطی است که هیچ چرخه کاری شدید یا نسبت تبدیل­های بالا مورد نیاز نخواهد بود. به دلیل استفاده از ساختار درهم تنیده و تقسیم جریان برابر در دو فاز، ریپل جریان کاهش می یابد. همچنین از آنجایی که تنش ولتاژ کلیدها کمتر از ولتاژ خروجی است، با انتخاب سوئیچ­های ولتاژ نامی پایین و Rds(On) کوچک، تلفات هدایتی کاهش می­یابد. از دیگر مزایای مبدل پیشنهادی می‌توان به فراهم کردن شرایط سوئیچینگ نرم برای سوئیچ­های قدرت و همچنین کاهش مشکل بازیابی معکوس دیودها اشاره کرد. بازیافت انرژی نشتی به دلیل وجود سلف­های تزویج و عدم نیاز به مدارهای حفاظتی مانند اسنابرها یا کلمپ­ها یکی دیگر از ویژگی­های مهم مبدل پیشنهادی است. در انتها، نتایج تجربی با استفاده از نمونه اولیه آزمایشگاهی 350 وات با ورودی 18 ولت و خروجی 400 ولت، عملکرد مؤثر مبدل پیشنهادی را تأیید می‌کند.
شماره‌ی مقاله: 5
واژه‌های کلیدی: مبدل DC-DC افزاینده، ساختار درهم تنیده، خازنهای سوئیچ شونده، بهره ولتاژ بالا
متن کامل [PDF 1789 kb]   (424 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: برق و کامپیوتر
دریافت: 1400/8/21 | پذیرش: 1401/1/20 | انتشار: 1401/2/10
فهرست منابع
1. Abasian A, Farzanehfard H, Hashemi SA.,(2019). A single-stage single-switch soft-switching (s6) boost-flyback PFC converter, IEEE Trans. Power Electron,34,pp.9806-9813. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2895116]
2. Ajami A, Ardi H, Farakhor A.,(2015). A novel high step-up DC/DC converter based on integrating coupled inductor and switched-capacitor techniques for renewable energy applications, IEEE Trans. Power Electron,30,pp.4255-4263. [DOI:10.1109/TPEL.2014.2360495]
3. Akhlaghi B, Molavi N, Fekri M, Farzanehfard H., (2018). High stepup interleaved ZVT converter with low voltage stress and automatic current sharing, IEEE Trans. Ind Electron,65,pp.291-299. [DOI:10.1109/TIE.2017.2723861]
4. Bhaskar MS, Ramachandaramurthy VK, Padmanaban S, Blaabjerg F, Ionel DM, Mitolo M, Almakhles D., (2020). Survey of DC-DC non-isolated topologies for unidirectional power flow in fuel cell vehicles, IEEE Access ,8,pp.178130-178166. [DOI:10.1109/ACCESS.2020.3027041]
5. Eskandarpour Azizkandi M, Sedaghati F, Shayeghi H, Blaabjerg F., (2020). A high voltage gain DC-DC converter based on three winding coupled inductor and voltage multiplier cell, IEEE Trans. Power Electron,35,pp.4558-4567. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2944518]
6. Forouzesh M, Siwakoti YP, Gorji SA, Blaabjerg F, Lehman B., (2017). Step-up DC-DC converters: a comprehensive review of voltage-boosting techniques, topologies, and applications, IEEE Trans. Power Electron,32,pp.9143-9178. [DOI:10.1109/TPEL.2017.2652318]
7. Faridpak B, Bayat M, Nasiri M, Samanbakhsh R, Farrokhifar M., (2021). Improved hybrid switched inductor/switched capacitor DC-DC converters, IEEE Trans. Power Electron,36,pp.3053-3062. [DOI:10.1109/TPEL.2020.3014278]
8. G Wu, Ruan X, Ye Z., (2018). High step-up DC-DC converter based on switched capacitor and coupled inductor, IEEE Trans. Ind Electron,65,pp.5572-5579. [DOI:10.1109/TIE.2017.2774773]
9. Haji-Esmaeili MM, Babaei E, Sabahi M., (2018). High step-up quasi-z source DC-DC converter, IEEE Trans Power Electron,33,pp.10563-10571. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2810884]
10. Lee S-W, Do H-L., (2017). A single-switch AC-DC LED driver based on a boost-flyback PFC converter with lossless snubber, IEEE Trans. Power Electron,32,pp.1375-1384. [DOI:10.1109/TPEL.2016.2549029]
11. Lee H-S, Choe H-J, Ham S-H, Kang B., (2017). High-efficiency asymmetric forward-flyback converter for wide output power range, IEEE Trans. Power Electron,32,pp.433-440. [DOI:10.1109/TPEL.2016.2537930]
12. Mousavinezhad Fardahar S, Sabahi M., (2020). New expandable switched-capacitor/switched-inductor high-voltage conversion ratio bidirectional DC-DC converter, IEEE Trans. Power Electron,35,pp.2480-2487. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2932325]
13. Nouri T, Hosseini SH, Babaei E, Ebrahimi J., (2015). Interleaved high step-up DC-DC converter based on three-winding high-frequency coupled inductor and voltage multiplier cell, IET Power Electron,8,pp.175-189. [DOI:10.1049/iet-pel.2014.0165]
14. Rajae A, Khazan R, Mahmoudian M, Mardanehand M, Gitizadeh M., (2018). A dual inductor high step-up DC/DC converter based on the Cockcroft-Walton multiplier, IEEE Trans. Power Electron,33,pp.9699-9709. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2792004]
15. Samadian AS, Hosseini SH, Sabahi M, Maalandish M., (2020). A new coupled inductor nonisolated high step-up quasi z-source DC-DC converter, IEEE Trans. Ind Electron,67,pp.5389-5397. [DOI:10.1109/TIE.2019.2934067]
16. Shaneh M, Niroomand M, Adib E., (2020). Ultrahigh-step-up nonisolated interleaved boost converter, IIEEE J Emerg Sel Top. Power Electron,8,pp.2747-2758. [DOI:10.1109/JESTPE.2018.2884960]
17. Salehi SM, Dehghan SM, Hasanzadeh S., (2019). Interleaved-input series-output ultra-high voltage gain DC-DC converter, IEEE Trans. Power Electron,34,pp.3397-3406. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2853577]
18. Sadaf S, Sagar Bhaskar M, Meraj M, Iqbal A, Al-Emadi N., (2021). A novel modified switched inductor boost converter with reduced switch voltage stress, IEEE Trans. Ind Electron,68,pp.1275-1289. [DOI:10.1109/TIE.2020.2970648]
19. Samavatian V, Radan A., (2015). A high efficiency input/output magnetically coupled interleaved buck-boost converter with low internal oscillation for fuel-cell applications: small signal modeling and dynamic analysis, Int J Electr Power Energy Syst,67,pp.261-271. [DOI:10.1016/j.ijepes.2014.11.011]
20. Thounthong P, Mungporn P, Guilbert D, Takorabet N, Pierfederici S, Nahid-Mobarakeh B, Hu Y, Bizon N, Huangfu Y, Kumam P., (2021). Design and control of multiphase interleaved boost converters-based on differential flatness theory for PEM fuel cell multi-stack applications, Int J Electr Power Energy Syst,124,pp.1-13. [DOI:10.1016/j.ijepes.2020.106346]
21. Youn H-S, Baek J-II, Kim J-K., (2019). Interleaved active clamp forward converter with extended operating duty ratio by adopting additional series-connected secondary windings for wide input and high current output applications, IEEE Trans. Power Electron,34,pp.4423-4433. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2859259]
22. Zhang X, Sun L, Guan Y, Han S, Cai H, Wang Y, Xu D., (2020). Novel high step-up soft-switching DC-DC converter based on switched capacitor and coupled inductor, IEEE Trans. Power Electron,35,pp.9471-9481. [DOI:10.1109/TPEL.2020.2972583]
23. Zheng Y, Sun L, Smedly K.M., (2019). Interleaved high step-up converter integrating coupled inductor and switched capacitor for distributed generation systems, IEEE Trans. Power Electron,34,pp.7617-7628. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2878409]


XML   English Abstract   Print



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 11، شماره 2 - ( 2-1401 ) برگشت به فهرست نسخه ها