|
طراحی و پیاده‌سازی یک مبدل DC-DC غیرایزوله افزاینده بهبودیافته با جریان ورودی پیوسته و نقطه زمین-مشترک مناسب برای ریزشبکه‌های DC و سیستم‌های خورشیدی توان پایین
|
امیر قربانی اسفهلان1   ، کاظم وارثی* 1، حسین مددی کجابادی1 |
| 1- دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران |
|
|
چکیده: (2611 مشاهده) |
ریزشبکه‌ها و شبکه‌های هوشمند و مدرن امروزی برای تحقق فرآیندهای کنترلی خود به ادوات الکترونیک‌قدرت واسط از جمله مبدل‌های DC-DC از نوع افزاینده (بهره بالا) نیازمند هستند. در این مقاله ساختار بهبودیافته‌ای برای مبدل‌های DC-DC غیرایزوله پیشنهاد شده که در کنار دارا بودن مزایایی مهمی نظیر بهره ولتاژ بالا، نقطه زمین مشترک و جریان ورودی پیوسته، از ویژگی‌های مهم دیگری نظیر تعداد عناصر کاهش‌یافته، تنش جریان و ولتاژ پایین عناصر نیز بهره‌مند می‌باشد. تحلیل‌های حالت دائمی برای هر دو رژیم هدایت پیوسته و ناپیوسته و نیز ملاحظات طراحی مبدل پیشنهادی بطور مفصل انجام و ارائه شده است. برای ارزیابی قابلیت رقابت‌پذیری ساختار پیشنهادی، مقایسه جامعی از دیدگاه‌های مختلف بین ساختار پیشنهادی و ساختارهای مشابه پیشین صورت گرفته است. همچنین، دینامیک سریع مبدل پیشنهادی در ردیابی مرجع و نیز بهبود اثر اغتشاش شبیه‌سازی شده و مورد تأیید قرار گرفته است. کارآمدی و عملکرد صحیح ساختار پیشنهادی نیز با استفاده از مقایسات، شبیه‌سازی‌ها و نتایج آزمایشگاهی مورد تأیید قرار گرفته است. |
|
| واژه‌های کلیدی: مبدل DC-DC غیرایزوله، بهره ولتاژ بالا، تنش ولتاژ، نقطه زمین مشترک، جریان ورودی پیوسته |
|
|
متن کامل [PDF 1636 kb]
(252 دریافت)
|
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
برق و کامپیوتر
دریافت: 1401/4/11 | پذیرش: 1401/8/30 | انتشار: 1402/2/10
|
|
|
|
|
|
|
| فهرست منابع |
1. K. Varesi and M. Ghorbani, "A generalized common‐ground single‐switch continuous input‐current boost converter favourable for DC microgrids," International Journal of Circuit Theory and Applications, vol. 48, pp. 1658-1675, 2020. [ DOI:10.1002/cta.2848] 2. T. Tohid, V. Kazem, and S. Padmanaban, "A Large‐Gain Continuous Input‐Current DC‐DC Converter Applicable for Solar Energy Systems," Green Energy: Solar Energy, Photovoltaics, and Smart Cities, pp. 345-367, 2020. [ DOI:10.1002/9781119760801.ch12] 3. K. Varesi, N. Hassanpour, and S. Saeidabadi, "Novel high step‐up DC-DC converter with increased voltage gain per devices and continuous input current suitable for DC microgrid applications," International Journal of Circuit Theory and Applications, vol. 48, pp. 1820-1837, 2020. [ DOI:10.1002/cta.2804] 4. K. Varesi, "A Novel Extra High Gain Non-Isolated DC-DC Converter With Continuous Input/Output Current," in 2019 Iranian Conference on Renewable Energy & Distributed Generation (ICREDG), 2019, pp. 1-6. [ DOI:10.1109/ICREDG47187.2019.190234] 5. K. Varesi, S. H. Hosseini, M. Sabahi, E. Babaei, S. Saeidabadi, and N. Vosoughi, "Design and analysis of a developed multiport high step-up DC-DC converter with reduced device count and normalized peak inverse voltage on the switches/diodes," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, pp. 5464-5475, 2018. [ DOI:10.1109/TPEL.2018.2866492] 6. K. Varesi, S. H. Hosseini, M. Sabahi, and E. Babaei, "Modular non‐isolated multi‐input high step‐up dc-dc converter with reduced normalised voltage stress and component count," IET Power electronics, vol. 11, pp. 1092-1100, 2018. [ DOI:10.1049/iet-pel.2017.0483] 7. K. Varesi, S. H. Hosseini, M. Sabahi, E. Babaei, and N. Vosoughi, "An improved Non-Isolated Multiple-Input buck dc-dc converter," in 2017 8th Power Electronics, Drive Systems & Technologies Conference (PEDSTC), 2017, pp. 119-124. [ DOI:10.1109/PEDSTC.2017.7910401] 8. G. Zhang, Z. Wang, S. S. Yu, S.-Z. Chen, B. Zhang, H. H.-C. Iu, et al., "A generalized additional voltage pumping solution for high-step-up converters," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, pp. 6456-6467, 2018. [ DOI:10.1109/TPEL.2018.2874006] 9. N. A. Dung, H.-J. Chiu, Y.-C. Liu, and P. J. Huang, "Analysis and implementation of a high voltage gain 1 MHz bidirectional DC-DC converter," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, pp. 1415-1424, 2019. [ DOI:10.1109/TIE.2019.2905810] 10. Y. Zhang, H. Liu, J. Li, M. Sumner, and C. Xia, "DC-DC boost converter with a wide input range and high voltage gain for fuel cell vehicles," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, pp. 4100-4111, 2018. [ DOI:10.1109/TPEL.2018.2858443] 11. T. Jalilzadeh, N. Rostami, E. Babaei, and M. Maalandish, "Ultra‐step‐up dc-dc converter with low‐voltage stress on devices," IET Power Electronics, vol. 12, pp. 345-357, 2019. [ DOI:10.1049/iet-pel.2018.5356] 12. A. Alzahrani, M. Ferdowsi, and P. Shamsi, "A family of scalable non-isolated interleaved DC-DC boost converters with voltage multiplier cells," IEEE Access, vol. 7, pp. 11707-11721, 2019. [ DOI:10.1109/ACCESS.2019.2891625] 13. Y. Zeng, H. Li, W. Wang, B. Zhang, and T. Q. Zheng, "High-efficient high-voltage-gain capacitor clamped DC-DC converters and their construction method," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 68, pp. 3992-4003, 2020. [ DOI:10.1109/TIE.2020.2987273] 14. S. Kumaravel and P. E. Babu, "Reduced Switch Voltage Stress Ultra-Gain DC-DC Converter for High Voltage Low Power Applications," IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 69, pp. 1277-1281, 2021. [ DOI:10.1109/TCSII.2021.3107552] 15. A. S. Nooruddin, A. Mahmood, M. Zaid, Z. Sarwer, and A. Sarwar, "A New Non-isolated High Gain DC-DC Converter for Microgrid Applications," in Machine Learning, Advances in Computing, Renewable Energy and Communication, ed: Springer, 2022, pp. 553-565. [ DOI:10.1007/978-981-16-2354-7_49] 16. G. G. Kumar, M. S. Krishna, S. Kumaravel, and E. Babaei, "Multi-stage DC-DC converter using active LC2D network with minimum component," IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 68, pp. 943-947, 2020. [ DOI:10.1109/TCSII.2020.3021609] 17. K. Varesi and A. G. Esfahlan, "An Enhanced-Gain Quadratic-Boost DC-DC Configuration," in 2020 28th Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), 2020, pp. 1-5. [ DOI:10.1109/ICEE50131.2020.9260653] 18. A. G. Esfahlan and K. Varesi, "A New High Step-Up DC-DC Converter Based on Impedance Network," in 2021 12th Power Electronics, Drive Systems, and Technologies Conference (PEDSTC), 2021, pp. 1-5. [ DOI:10.1109/PEDSTC52094.2021.9405906] 19. N. H. Pour and K. Varesi, "A new non-isolated high gain DC-DC converter suitable for renewable energies," in 2019 10th International Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference (PEDSTC), 2019, pp. 747-751. [ DOI:10.1109/PEDSTC.2019.8697239] 20. K. Varesi, A. A. Gandomi, and S. Saeidabadi, "A new multi-phase high step-up DC-DC converter appropriate for PV applications," in 2019 Iranian Conference on Renewable Energy & Distributed Generation (ICREDG), 2019, pp. 1-6. [ DOI:10.1109/ICREDG47187.2019.190229] 21. K. Varesi and M. Ghorbani, "A Novel Extendable Single-Switch Quadratic-Based High Step-Up DC-DC Converter," in 2019 International Power System Conference (PSC), 2019, pp. 368-373. [ DOI:10.1109/PSC49016.2019.9081552] 22. E. Babaei, K. Varesi, and N. Vosoughi, "Calculation of critical inductance in n‐input buck dc-dc converter," IET Power Electronics, vol. 9, pp. 2434-2444, 2016. [ DOI:10.1049/iet-pel.2016.0104] 23. J. Zhao, D. Chen, and J. Jiang, "Transformerless high step-up DC-DC converter with low voltage stress for fuel cells," IEEE Access, vol. 9, pp. 10228-10238, 2021. [ DOI:10.1109/ACCESS.2021.3050546] 24. J. Zhao and D. Chen, "Switched-capacitor high voltage gain Z-source converter with common ground and reduced passive component," IEEE Access, vol. 9, pp. 21395-21407, 2021. [ DOI:10.1109/ACCESS.2021.3054880] 25. G. Li, X. Jin, X. Chen, and X. Mu, "A novel quadratic boost converter with low inductor currents," cpss transactions on power electronics and applications, vol. 5, pp. 1-10, 2020. [ DOI:10.24295/CPSSTPEA.2020.00001] 26. H. Mostafapour, K. Varesi, and S. Padmanaban, "A Developed Large Boosting Factor DC‐DC Converter Feasible for Photovoltaic Applications," Green Energy: Solar Energy, Photovoltaics, and Smart Cities, pp. 515-548, 2020. [ DOI:10.1002/9781119760801.ch19] 27. M. A. Salvador, J. M. de Andrade, T. B. Lazzarin, and R. F. Coelho, "Nonisolated high-step-up DC-DC converter derived from switched-inductors and switched-capacitors," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 67, pp. 8506-8516, 2019. [ DOI:10.1109/TIE.2019.2949535] 28. B. Zhu, F. Ding, and D. M. Vilathgamuwa, "Coat circuits for DC-DC converters to improve voltage conversion ratio," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, pp. 3679-3687, 2019. [ DOI:10.1109/TPEL.2019.2934726] 29. Z. Wang, P. Wang, B. Li, X. Ma, and P. Wang, "A Bidirectional DC-DC Converter With High Voltage Conversion Ratio and Zero Ripple Current for Battery Energy Storage System," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, pp. 8012-8027, 2020. [ DOI:10.1109/TPEL.2020.3048043] 30. S. Miao, W. Liu, and J. Gao, "Single-Inductor Boost Converter With Ultrahigh Step-Up Gain, Lower Switches Voltage Stress, Continuous Input Current, and Common Grounded Structure," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, pp. 7841-7852, 2020. [ DOI:10.1109/TPEL.2020.3047660] |
|
Ghorbani-Esfahlan A, Varesi K, Madadi Kojabadi H. Design and Implementation of an Improved Non-Isolated Step-Up DC-DC Converter with Continuous Input Current and Common-Ground Point Suitable for DC Micro-Grids and Low-Power Solar Systems. ieijqp 2023; 12 (1) :57-70 URL: http://ieijqp.ir/article-1-912-fa.html
قربانی اسفهلان امیر، وارثی کاظم، مددی کجابادی حسین. طراحی و پیاده‌سازی یک مبدل DC-DC غیرایزوله افزاینده بهبودیافته با جریان ورودی پیوسته و نقطه زمین-مشترک مناسب برای ریزشبکه‌های DC و سیستم‌های خورشیدی توان پایین. نشریه کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران. 1402; 12 (1) :57-70 URL: http://ieijqp.ir/article-1-912-fa.html
|
