مبدل کلیدزنی نرم بهره ولتاژ بالای با استفاده از خازن سوئیچ‌شونده با ورودی منبع جریان

محورهای موضوعی : مهندسی برق الکترونیک

جلیل جلیلی ¹ , سید محمد مهدی میرطلایی ² , محمدرضا محمدی ³ , سید بهروز مجیدی ⁴

1 - دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 - دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
3 - دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
4 - دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

تاریخ دریافت : 1401/10/03 تاریخ پذیرش : 1402/01/29 تاریخ انتشار : 1402/09/01

کلید واژه: کلیدزنی نرم, مبدل کلیدزنی خازنی, سلف تزویج, بهره ولتاژ بالا,

چکیده مقاله :

در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم بهره ولتاژ بالای غیرایزوله با ورودی جریان ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست کلیدخازنی دو وضعیتی (2-SSC) و یک سلول کلیدزنی نرم فعال 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 کلپ اکتیو در این مبدل انرژی سلف نشتی جذب شده است، از اینرو کلیدها در شرایط ZVS کار می کنند. همچنین تنش ولتاژ بر روی کلید ها پایین است. 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 ارائه شده است.

چکیده انگلیسی:

In this paper, a non-isolated current-fed high step-up soft-switching converter, is presented. In proposed converter are used of 2-stge switched capacitor and a soft switching active cell. Compared to its high step-up counterpart, the proposed converter has a higher voltage gain. In this converter, an active clamp circuit is used to absorb the energy of leakage inductor, therefore, the ZVS for switches. Also, voltage stresses on the switches are low. In this paper, the operational principle and characteristics of proposed converter are presented, and in order to verify the proposed converter, a 20-400V, 200W prototype converter is simulated and implemented and experimental results are provided.

منابع و مأخذ:

1. A. Annuk, “Methods for increasing shares of self-consumption in small PV solar energy applications,” 9th International Conference on Renewable Energy Research and Application (ICRERA), 2020, pp. 184–187, doi: 10.1109/ICRERA49962.2020.9242902.


2. M. Foroughi, M. Amini, E. Adib, “ Providing a Dual-Input Soft-Switching Boost Converter with Power Factor Correction Capability”, Technovations in Electrical Engineering & Green Energy System, vol. 1, no. 4, pp. 1–13, 2023, doi: 10.30486/teeges.2022.1965800.1030.


3. R. R. Gopi and S. Sreejith, “Converter topologies in photovoltaic applications–A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 94, pp. 1–14, 2018, doi: 10.1016/j.rser.2018.05.047.


4. W. Li and X. He, “Review of Nonisolated High-Step-Up DC/DC Converters in Photovoltaic Grid-Connected Applications,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 4, pp. 1239–1250, Apr. 2011, doi: 10.1109/TIE.2010.2049715.


5. A. Chub, D. Vinnikov, F. Blaabjerg, and F. Z. Peng, “A Review of Galvanically Isolated Impedance-Source DC–DC Converters,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 31, no. 4, pp. 2808–2828, Apr. 2016, doi: 10.1109/TPEL.2015.2453128.


6. S. M. M. Mirtalaei, R. Jaberi, "Analysis of a high step-up boost-flyback converter for solar energy applications", Journal of Intelligent Procedures in Electrical Technology, vol. 9, no. 34, pp. 19-28, Aug. 2018, doi: 20.1001.1.23223871.1397.9.34.3.4.


7. Y. Zhao, W. Li, and X. He, “Single-phase improved active clamp coupled-inductor-based converter with extended voltage doubler cell,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 6, pp. 2869–2878, 2011, doi: 10.1109/TPEL.2011.2176752.


8. J. Jalili, S. M. M. Mirtalaei, M. R. Mohammadi, and B. Majidi, “A ZVS high step-up converter based on an integrated boost-cuk topology,” Electrical Engineering., pp. 1–10, 2021, doi: 10.1007/s00202-021-01340-3.


9. D. Taheri, G. Shahgholian, and M. M. Mirtalaei, “Analysis, design and implementation of a high step‐up multi‐port non‐isolated converter with coupled inductor and soft switching for photovoltaic applications,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 16, no. 17, pp. 3473–3497, 2022, doi: 10.1049/gtd2.12537.


10. J. Jalili, S. M. M. Mirtalaei, M. Mohammadi, and S. B. Majidi, “A non-isolated high step-up soft-switching converter with coupled-inductor,” Journal of Intelligent Procedures in Electrical Technology, no. Articles in Press, pp. 1–14, 2022, doi.org/10.1007/s00202-021-01340-3.


11. A. Amir, A. Amir, C. H. Seng, A. El Khateb, J. Selvaraj, and N. A. Rahim, “Application of modified classical numerical methods for DMPPT on Buck and Boost converters,” Solar Energy, vol. 173, pp. 437–448, 2018, doi:10.1016/j.solener.2018.07.088.