شبیه سازی و ساخت یک مبدل غیر ایزوله کاهنده در شرایط ZCS

محورهای موضوعی : انرژی های تجدیدپذیر

ناهید همتیان ¹ , مسعود جباری ²

1 - کارشناس ارشد/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد
2 - دانشکده مهندسی برق- واحد نجف آباید، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

تاریخ دریافت : 1391/10/18 تاریخ پذیرش : 1392/06/31 تاریخ انتشار : 1392/08/10

کلید واژه: مبدل کاهنده معکوس, سوئیچینگ نرم, تبدیل توان رزنانسی, ZCS, منبع تغذیه,

چکیده مقاله :

در این مقاله یک مبدل رزنانسی کاهنده با بهره ولتاژمنفی و بازده بالا ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ولتاژ ورودی را معکوس و کاهش می‌دهد. از تکنیک ZCS به منظور کاهش تلفات سوئیچینگ و تداخلات الکترومغناطیسی استفاده شده است. به منظور فراهم کردن شرایط سوئیچینگ نرم برای تمام المان‌های نیمه هادی، شبکه رزنانسی LLC مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج عملی، بی‌نقص بودن عملکرد مبدل پیشنهادی و همچنین درستی آنالیز تئوری را تائید می‌کند.

چکیده انگلیسی:

A new soft-switching resonant inverting-buck converter with high efficiency is presented. The proposed converter steps down and inverts the input voltage. The zero-current-switching (ZCS) technique is employed to reduce switching losses and Electromagnetic Interferences (EMI). An LLC resonant network is utilized to provide soft-switching conditions for all semiconductor devices. Experimental results verify the integrity of the proposed converter operation and the presented theoretical analysis.

منابع و مأخذ:

[1] N. Mohan, T.M. Undelan, W.P. Robbins, Power Electronics Converters, Applications and Design, John Wiley & Sons, 3rd ed, 2002.

[2] K.H. Liu, R.Oruganti, F.C.Lee, “Quasi-resonant converters – topologies and characteristics”, IEEE Trans. Power Electron., 2, (1), pp. 62–71, 1987.

[3] D. Maksimovic, S. Cuk, “A general approach to synthesis and analysis of quasi-resonant converters”, IEEE Trans Power Electron., 6, (1), pp. 127–140, 1991.

[4] B.T. Lin, Y.S. Lee, “A unified approach to modeling, synthesizing, and analyzing quasi-resonant converters”, IEEE Trans. Power Electron., 12, pp. 983–992, 1997.

[5] A.K.S. Bhat, F.D. Tan, “A unified approach to characterization of PWM and quasi-PWM switching converters: topological constraints, classification, and synthesis”, IEEE Trans. Power Electron., 6, (4), pp. 719–725

[6] K.W.E. Cheng, “New generation of switched capacitor converters”, IEEE PESC, 2, pp. 1529–15035, 1998.

[7] K.W.E. Cheng, “Zero-current-switching switched-capacitor converters”, IEE Proc., Electrical. Power  ppl., 2001, 148, pp. 403–409, 2001.

[8] Y.P.B. Yeung, K.W.E. Cheng, D. Sutanto, “Multiple and fractional voltage conversion ratios for switched-capacitor resonant converters”, Proc. IEEE PESC, 32nd Annual Meeting, (3), pp. 1289–1294, 2001.

[9] Y.P.B. Yeung, K.W.E. Cheng, S.L. Ho, K.K. Law, D. Sutanto, “Unified analysis of switched- capacitor resonant  converters”, IEEE Trans. Ind. Electron., 51, (4), pp. 864–873, 2004.

[10] Y.P.B. Yeung, K.W.E. Cheng, D. Sutanto, S.L. Ho, “Zero-current switching switched-capacitor quasi resonant step-down converter”, IEE Proc., Electrical. Power Appl., 149, (2), pp. 111–121, 2002.

[11] M. Shoyama, T. Naka, T. NinomiaI, “Resonant switched capacitor converter with high efficiency”, PESC’04 Record, pp. 3780–3786, June 2004.

[12] K.K. Law, K.W.E. Cheng, Y.P.B. Yeung, “Design and analysis of switched-capacitor-based step-up resonant converters”, IEEE Trans. Circuits Sys., 52, (5),pp. 943–948, 2005.

[13] A. Ioinovici, H.S.H. Chung, M.S. Makowski, C.K. Tse, “Comments on unified analysis of switched- capacitor resonant converters”, IEEE  Trans. Ind. Electron., 54, (1), pp. 684–685, 2007.

[14] E.E. Buchanan, E.J. Miller, “Resonant switching power conversion technique”, IEEE Power Electronics Specialists Conf., pp. 188–193, 1975.

[15] R.L. Steigerwald, “A comparison of half-bridge resonant converter topologies”, IEEE Trans. Power Electron., 3, (2), pp. 174–182, 1998.

[16] M. Jabbari H. Farzanefard, “Family of soft switching resonant dc–dc converters”,  IET Power Electron., 2, (2), pp. 113–124, 2009.

[17] C R.T. Hen, Y.Y. Chen, “Single-stage resonant converter with power factor correction”, IET Electrical. Power Appl., 1, (3), pp. 368–376, 2007.

[18] A.K.S.  Bhat : “Analysis and design of a series-parallel resonant converter”, IEEE Trans. Power Electron., 8, (1), pp. 1–11, 1993.

[19] M. Jabbari H.  Farzanefard “Resonant inverting-buck converter”, IET Power Electronics, Vol. 3, No. 43, pp. 571-577, 2010.

[20] M. Jabbari H. Farzanefard, “Analysis and experimental results of switched-resonator-based buck-boost and inverting-buck converters”, In Proc. IEEE PEDG, pp. 412-416, 2010.