-
پیشرفت های اخیر در منابع انرژی تجدیدپذیر نیاز به مبدلهای DC-DC بهره بالا و بازده بالا را ایجاد کرده است. این نیازها عمدتا از طریق استفاده از ترانسفورمرهای فرکانس بالا برای دستیابی به بهرهی مورد نیاز و مطلوب برآورده میشود. راهحلهای الکترونیک قدرتی مبتنی بر پیکربندی های چند مبدله، راهحلهای مقرون به صرفهای را توسط تلفیق تعدادی از اجزا در توان ورودی و خروجی فراهم میکند. در این مقاله در ابتدا به بررسی برخی از ساختارهایی که تاکنون به هدف دستیابی به یک مبدل بهره بالا ارائه شدهاند، پرداخته و در مورد معایب و مزایای هر کدام، بحث شده است. مبدل پیشنهادی در راستای کاهش استرس ولتاژ مبدلهای بهره بالای مبتنی بر سلف کوپل شده و مدار کلمپ پسیو ارائه شده است. استرس ولتاژ سوئیچ این مبدل پیشنهادی در شرایط یکسان از استرس ولتاژ مبدل بوست عادی کمتر میباشد. همچنین در این ساختار با استفاده از مدار کلمپ پسیو نوسانات دو سر سوئیچ به مقدار محدودی کلمپ میشود و در نهایت با استفاده از این تکنیک میتوان به بهره و بازده بالا با انتخاب مناسب ضریب وظیفه دست یافت. در این مقاله برای بررسی نحوه عملکرد مبدلهای پیشنهادی از تحلیلهای نظری استفاده شده است و برای بررسی درستی تحلیلهای نظری نتایج شبیه سازی مبدل در نرم افزار PSPICE، گزارش شده است.کلید واژگان: مبدل بوست, مبدل باک, بوست, مبدل های بهره بالا, سلف های کوپل شده, استرس ولتاژRecent developments in renewable energy sources has created demands for high step-up and high efficiency DC-DC converters. This demands are fulfilled basically through the use of high frequency transformer to achieve the required and desired gain. Power electronics solutions based on multi-converter structures provides economic methods for input and output power by combining a number of components. In this paper some of structures reviewed that have been proposed to achieve a high step-up converter and the advantages and disadvantages of these converters are discussed. The proposed converter is provided in order to reduce the voltage stress of high step-up converters based on coupled inductor and passive clamping circuit. The voltage stress of switches in the proposed converter is less than a simple boost converter also in this structure with using passive clamping circuit the oscillation of both sides of the switches is a little clamped and finally by using this technique it can achieve high gain by selecting the appropriate duty cycle. In this paper to review the principle of operation of the proposed converter theoretical analysis are provided and to verify the results of theoretical analysis of the proposed converter is given with its PSPICE simulation.Keywords: Boost converter, three level converter, high step, up converters, Coupled inductors, Voltage stress
-
International Journal of Industrial Electronics, Control and Optimization, Volume:2 Issue: 2, Spring 2019, PP 137 -144DC–DC boost converters are unable to provide high step-up voltage gains due to the effect of power switches, rectifier diodes, and the equivalent series resistance of inductors and capacitors. A high step-up DC-DC converter based on the modified SEPIC converter is presented in this paper. Step up non-isolated converters generally suffer from problems such as high voltage stress and low efficiency. In this study, non-isolated boost converter structures, SEPIC, SEPIC modified circuit, and a proposed converter is studied. Then compare the performance of these typologies is located and presented as a chart. The operation analysis, design procedure for proposed converter is obtaied from 15V input voltage and 150V output voltage and with 100 watts output power. Using the proposed converter, the input inrush current and the invading voltage of the output have decreased. The time response analysis states that the proposed converter acts faster with deployment time than other converters.Keywords: Boost converter, SEPIC converter, DC-DC power converter, non-isolated converter
-
High step-up DC-DC converters are considered as main components of some low-voltage and low-power fuel cell power system applications. A new DC-DC converter topology based on a two-stage switched capacitor-switched inductor multiplier is proposed in this paper. In comparison with other conventional and high step-up DC-DC converters, the proposed converter topology provides higher voltage gain and lower switch voltage stresses for the duty cycles in the range of 0.6 or higher, which is the common duty cycle range of high step-up DC-DC converters. The proposed converter consists of a novel combination of switched capacitors and switched inductors methods which lead to the reduced number of required switches and their duty cycles. The theoretical analysis is confirmed by simulation results in MATLAB/Simulink software environment results. A 100 W laboratory prototype of the proposed converter is implemented to investigate and validate the analytical and simulation results. The prototype DC-DC converter is designed and implemented to be used for a commercial 100 W PEM fuel cell stack power system.Keywords: high step-up, converter, fuel cell
-
در این مقاله، یک مبدل افزاینده دوخروجی مناسب برای کاربردهای انرژیهای تجدیدپذیر پیشنهاد شده است. توپولوژی پیشنهادی با ترکیب مبدل سوپرلیفت لئو با ساختار سوئیچ-خازنی یک ساختار دو خروجی را ارائه داده است. مبدل افزاینده پیشنهادی غیرایزوله دارای ساختار ساده، با استفاده از تنها یک سوئیچ، و تنها یک سلف دو سطح افزاینده ولتاژ را در دو خروجی ارائه داده است. تحلیلهای تئوری مدار در وضعیت هدایت پیوسته ارائه شده و به وسیله نتایج شبیهسازی در نرم افزار OrCAD مورد ارزیابی قرار گرفته است. مدارکنترل مبدل پیشنهادی 200 واتی، در این مقاله با استفاده از یک PI معرفی شده و راندمان مبدل در بارکامل 94% است. برتری راندمان مبدل پیشنهادی در مقایسه با مبدلهای دو خروجی مشابه نیز تایید میشود.
کلید واژگان: مبدل افزاینده DC-DC, مبدل چندخروجی, مبدل لئو, سوئیچ-خازنیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:21 Issue: 2, 2024, PP 25 -33In this article, a two-output step-up converter which is suitable for renewable energy applications is proposed. The proposed topology is composed of super lift Luo converter with a switch-capacitor structure to provide a dual-output converter. The proposed non-isolated step-up converter has a simple structure using just one switch and a single inductor for creating a step up two output converter. Circuit theory analyzes are presented in the continuous conduction mode and evaluated by simulation results in OrCAD software. The control system of the proposed 200-watt converter is utilizing one PI in feedback control system. The efficiency of the converter in full load is 94%. The superiority of the proposed converter compared to similar two-output converters is also confirmed.
Keywords: DC-DC Step-Up Converter, Multi-Output Converter, Luo Converter, Switched-Capacitor -
در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم غیره ایزوله بسیار افزاینده ولتاژ ارایه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست و دو سلول ضرب کننده ولتاژ است. در این مبدل برای تحقق افزایش بهره ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده شده است. این مبدل در مقایسه با مبدل های مشابه دارای بهره ولتاژ بالاتری است. با استفاده از یک مدار کلمپ اکتیو شرایط کلیدزنی نرم در ولتاژ صفر برای کلید های مبدل به وجود آمده است. همچنین تنش ولتاژ بر روی کلید ها پایین است. کاهش تنش ولتاژ بر روی کلید های مبدل باعث کاهش مقاومت هدایتی کلیدها و بنابراین باعث کاهش تلفات هدایتی می شود. در این مقاله عملکرد اولیه مبدل به طور کامل تشریح شده و نتایج شبیه سازی و یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده برای ولتاژ ورودی 20 ولت و خروجی 400 ولت در توان 200 وات به طور کامل ارایه شده است.
کلید واژگان: افزاینده ولتاژ, کلیدزنی نرم, غیره ایزوله, مبدلIn this paper, a non-isolated high step-up soft-switching converter is proposed. The proposed converter is a boost converter combined with two voltage multiplier cells for boosting output voltage. Also, extend voltage gain of the proposed converter is achieved by using a coupled-inductor. Compare with other similar high step-up topologies with the same number of components, the proposed converter has a higher voltage gain and higher efficiency. An active clamp circuit is used so, the zero-voltage switching (ZVS) is achieved. Also, in the proposed converter, the voltage stresses on the switches are low. As the voltage stress decreases on the switch, Ron</sub> of the MOSFET is deceased and as a result conduction loss of the switch is decreased. So, the efficiency of this converter increased. In this paper, operational principle of the converter is described and the analytical, simulated results and prototype converters are validated using a 20V input and 400V </strong>output converter at 200W load.
Keywords: converter, high step-up, non-isolated, soft switching -
نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز، سال دوم شماره 3 (پیاپی 7، پاییز 1402)، صص 36 -53
مبدل DC-DC بسیار افزاینده بخش مهمی در سامانه های انرژی های تجدیدپذیر است. هرچند مبدل های بوست سری نسبت به مبدل بوست مرسوم دارای بهره بیشتری هستند، ولی میزان افزایش نسبت ولتاژ آنها کافی نیست. برای بهبود بهره ولتاژ مبدل بوست سری، می توان از سلف تزویج استفاده کرد ولی سلف نشتی سلف باعث ایجاد پرش ولتاژ سوییچ می شود و بازده به دلیل شرایط سوییچینگ سخت زیاد نیست. برای غلبه بر این مشکلات، در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده پیشنهاد می شود که در آن ساختار مبدل بوست سری، سلف تزویج و اسنابر پسیو بدون اتلاف با هم تلفیق شده اند. در لحظه روشن و خاموش شدن، مبدل پیشنهادی درای شرایط سوییچینگ در جریان صفر و ولتاژ صفر است. در این مقاله، ابتدا مبدل پیشنهادی به صورت تیوری تحلیل شده و سپس طراحی و شبیه سازی آن در نرم افزار OrCAD ارایه شده است. علاوه بر این، نتایج اندازه گیری عملی برای نمونه ساخته شده مبدل پیشنهادی برای تایید شرایط سوییچینگ نرم و بهره بسیار افزاینده ارایه می شود.
کلید واژگان: مبدل بوست سری DC-DC, تبدیل بسیار افزاینده, سلف تزویج, اسنابر پسیو بدون تلفات, سوئیچینگ نرمJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:2 Issue: 3, 2023, PP 36 -53An effective high-step-up DC-DC converter is an important section of renewable energy systems. Cascaded boost converters provide more voltage gain than single boost converters, but they are still unsuitable for high step-up voltage conversion due to gain and hard switching conditions. To improve the voltage, gain of the cascaded boost converter, a coupled inductor can be used but the leakage inductance causes a voltage. To overcome these problems, a high step-up converter is proposed in which a cascaded structure, coupled inductor, and a lossless passive snubber are utilized together. The proposed converter has zero current and zero voltage switching conditions at turn-on and off instants. First, the proposed converter is theoretically analyzed, and then its design and simulation in OrCAD software are presented. Furthermore, the experimental results of the prototype verify soft switching conditions and high step-up gain.
Keywords: cascaded DC-DC boost converter, high step-up conversion, coupled inductor, lossless passive snubber, soft switching -
در بعضی از کاربردها مانند سلول های خورشیدی که نیاز به ولتاژ بالایی است ، می بایست از مبدل های DC-DC با ضریب بهره بالا استفاده شود اما مبدل افزاینده مرسوم نمی تواند بهره ولتاژ بالایی را داشته باشد و به همین دلیل در این مقاله یک مبدل DC-DC کاهنده- افزاینده تک کلیده جدید بدون ترانسفورماتور با ضریب بهره بالا و تنش ولتاژ کاهش یافته در دو سر عناصر نیمه هادی برای کاربرد در سیستم خورشیدی پیشنهاد می شود. بهره ولتاژ مبدل پیشنهادی در حالت افزایندگی بالاتر از مبدل های افزاینده مرسوم و کاهنده- افزاینده است. تنش ولتاژ کاهش یافته در دو سر کلید فعال، اجازه انتخاب ماسفت با ولتاژ نامی پایین به منظور کاهش تلفات هدایتی و کلیدزنی را می دهد و تنش ولتاژ پایین در دو سر دیود اجازه استفاده از دیود سریع برای جلوگیری از ایجاد جریان برگشتی دیود را می دهد . مبدل پیشنهادی در دو رژیم هدایت پیوسته و ناپیوسته می تواند کار کند. در این مقاله مدهای کاری مختلف مبدل پیشنهادی، محاسبات مربوط به بهره، جریان های عبوری از عناصر و بازده ارائه می شود. برای اثبات عملکرد صحیح مبدل پیشنهادی نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار PSCAD و نتایج عملی نیز ارائه می شود.کلید واژگان: مبدل DC, DC بدون ترانسفورماتور کاهنده, افزاینده, سیستم خورشیدی, بهره ولتاژ بالا, تنش ولتاژIn some applications that we need a high voltage gain such as the photovoltaic cell and fuel cell, high step up dc-dc converters must be used, but conventional boost converter cannot provide the high voltage gain. For this reason, in this paper, a single switch transformerless high step-up buck boost dc-dc converter with reduced voltage stress on the semiconductors is proposed. The proposed converter has higher voltage gain in step-up mode in comparison with conventional boost and buck-boost converters. Reduced voltage stress on the active switch allows to choose lower voltage rating MOSFETs to reduce both switching and conduction losses. Low voltage stress on the diodes allows the use of Schottky rectifiers for alleviating the reverse-recovery current. The proposed converter can be operated in the continuous conduction mode (CCM) and the discontinuous conduction mode (DCM). In this paper, different operation modes of the proposed converter, calculation of the voltage gain, the currents that flow through the components, efficiency and capacitors voltage ripple are presented. To verify the operation of the proposed converter, simulation results via PSCAD software and experimental results are provided.Keywords: Transformer less buck boost dc-dc converter, high voltage gain, voltage stress
-
This paper focuses on introducing a transformerless DC/DC converter with low total switching device power in dual working modes including step-up and step-up/down modes. The proposed converter is analysed in terms of the continuous conduction mode, steady state, and efficiency with the replacement of parasitic resistance effects. The proposed converter in the step-up mode has a high voltage gain ratio and a continuous input current. Then, the other working mode of the proposed converter with relevant DC/DC converters is compared. By this comparison, the proposed converter has a high voltage gain ratio. Also, the converter characteristics such as voltage stress on power switches and charge pump capacitors are in a good condition in this mode. Finally, the experimental results from a laboratory made prototype and the obtained waveforms from the simulation in PLECS are presented for validation such as higher voltage gain ratio, lower total switching device power and better efficiency.
Keywords: Continuous input current, step-up, down mode, parasitic parameters, dual mode, total switching device power (SDP) -
در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده درهم تنیده با مدار کمکی ساده ارایه شده است. مدار کمکی پیشنهادی دارای سلف های تزویج شده با سلف های اصلی مبدل است و شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر را برای کلیدهای اصلی مبدل فراهم می کند. از طرفی کلید کمکی و دیودهای مدار کمکی دارای کلیدزنی در جریان صفر هستند و به همین دلیل تلفات محسوسی به مبدل تحمیل نمی کنند. از دیگر ویژگی مدار کمکی امکان افزایش شاخه های موازی مبدل افزاینده بدون اضافه کردن مدار کمکی جدید است، لذا مبدل می تواند به راحتی برای توان های بسیار بالا نیز طراحی گردد. مبدل پیشنهادی از روش سلف های تزویج شده ضربدری با خازن های بالابرنده سری برای افزایش بهره ولتاژ و کاهش استرس ولتاژ روی کلیدهای اصلی، استفاده کرده است. مبدل بسیار افزاینده پیشنهادی به طور مشروح تحلیل گشته و یک نمونه عملی از آن در توان 100 وات پیاده سازی گردیده است. نتایج عملی درستی عملکرد مدار و تحلیل های تیوری را تایید می کنند.کلید واژگان: استرس ولتاژ پایین, سلف های تزویج شده ضربدری, کلیدزنی در جریان صفر, کلیدزنی در ولتاژ صفر, مبدل بسیار افزایندهIn this paper, an interleaved high step-up converter with a simple auxiliary circuit is presented. The proposed auxiliary circuit has the coupled inductor with the input inductors of the converter and provides zero voltage switching conditions for the main switches of the converter. On the other hand, auxiliary switches and diodes of auxiliary circuit operate under zero current condition and therefore do not impose significant losses on the converter. The auxiliary circuit is modular and can apply to more phases of the converter. Therefore, the converter can be easily designed for very high power applications. The proposed converter uses the cross-coupled inductors technique with series lift capacitors to increase the voltage gain and reduce the voltage stress on the main switches. Also, leakage inductance energy can be easily absorbed by the clamp capacitors and helps to increasing the voltage gain. The proposed high step-up converter has been analyzed in detail and a practical prototype has been implemented at 100W. The experimental results confirm the correctness of the operation of the circuit and the theoretical analysis.Keywords: cross-coupled inductors, High Step-up Converter, low-voltage stress, Zero-current switching, zero-voltage switching
-
یک مبدل جدید بسیار افزاینده در این مقاله ارائه شده است. در مبدل پیشنهادی از یک ساختار شبه Z-Source استفاده شده و با استفاده از تکنیک افزایش بهره با استفاده از سلف های تزویج، بهره ولتاژ مبدل بهبود داده شده است. همچنین این روش موجب کاهش تنش ولتاژ کلید قدرت مبدل نیز شده است. برای برقراری کلیدزنی نرم در مبدل پیشنهادی نیز از یک روش کلیدزنی نرم استفاده شده که تنها نیاز به یک سلف تزویج شده با سلفهای مبدل، یک کلید و یک دیود کمکی دارد. از منظر اندازه ریپل جریان ورودی نیز در مبدل ارائه شده، جریان ورودی مشابه با مبدل بوست پایه پیوسته میباشد. یکی دیگر از ویژگی های مبدل ارائه شده در این مقاله مشترک بودن زمین ورودی و خروجی مبدل میباشد. در این مقاله، ابتدا سایر مبدلهای بسیار افزاینده ارائه شده در مقالات توضیح داده میشوند. سپس مبدل پیشنهادی ارائه میگردد و نحوه عملکرد آن به همراه روابط صحیح طراحی قطعات آن ذکر میشود. در ادامه نتایج ساخت مبدل پیشنهادی برای راستی آزمایی عملکرد این مبدل، گزارش میشود.
کلید واژگان: مبدل بوست, مبدل منبع زد, مبدل شبه منبع زدJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:21 Issue: 2, 2024, PP 1 -12In this paper, a new high step-up converter is presented. In the proposed converter, a quasi Z-source converter is used and its voltage gain is increased via using coupled inductors. In this way, moreover to the voltage gain, the voltage stress of the switches are improved. In order to provide the soft-switching condition, an auxiliary circuit is used in which only a switch, a diode, and a coupled inductor are needed. In the proposed converter the voltage stress of both switch are much smaller than the output voltage. Another advantage of the proposed converter is having a common ground between input and output. In this paper, at first other high step-up converters which are published in the literature are explained and reviewed to find out the main challenges in high step-up application. Then, the proposed converter and its operational principals alongside with its design procedure are presented. After that, in order to justify the analysis, the simulation and experimental results of the converter are reported. Then, a comparison between the proposed converter and some other high step-up converters are made to show the converter effectively.
Keywords: High Step-Up Converter, Quasi Z-Source Converter, Soft-Switching
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر