15000 تومان
افزودن به سبد خرید
0 فروش 192 بازدید
جزئیات محصول
تاریخ انتشار: 04 ژانویه 2019
دسته بندی: ,

تبلیغات

یک مبدل تقویت بهره بالا بدون ترانسفورماتور با قابلیت از بین بردن موج جریان ورودی در سیکل کاری انتخابی

چکیده

این مقاله یک توپولوژی مبدل تقویت کنندهdc-dc را همراه با قابلیت جدید از بین بردن موج جریان ورودی در یک سیکل کاری از پیش انتخاب شده دلخواه ارائه می نماید. این کار بر خلاف دیگر راه حل های موجود در پژوهش ها، بدون افزایش تعداد مولفه ها انجام می شود. بعلاوه ، این مبدل یک بهره ولتاژ بالا را بدون بکارگیری بیش از حد سیکل کاری و یا ترانسفورماتورهای تقویت کننده، ارائه می نماید. این ویژگی ها، مبدل را برای پردازش توان الکتریکی ورودی از نیروگاه ولتاژ پایین، مانند منابع تجدید پذیر، کاملاً مناسب می سازد. این مقاله جزئیات دقیقی را در خصوص اصول بهره برداری از طریق ملاحظات توپولوژیکی و مدل های ریاضی، ارائه می نماید. عامل کلیدی اندازه گیری جریان هرز نیز به صورت مفصل بحث شده است. این مبدل در آزمایشگاه از طریق ساخت یک نمونه اولیه سخت افزاری مورد تایید قرار گرفت.

واژه های کلیدی: از بین بردن نوسان جریان، مبدل های dc/dc، تبدیل توان، مدولاسیون (تحمیل) پهنای پالس

مقدمه

ولتاژ تولیدی توسط برخی از منابع تولید نیروی کوچک، از جمله منابع تجدید پذیر، معمولاً در دامنه کوتاه است. در نتیجه ، یک معماری نوع-تقویت کننده با بهره ولتاژ زیاد برای اتصال این ولتاژ به یک اینورتر (مبدل) مورد نیاز می باشد. یکی دیگر از الزامات مهم برای یک مبدل در کاربردهای انرژی های تجدید پذیر (برای مثال، در سلول های سوختی) جریان دادن یک جریان یکنواخت با حداقل نوسان است. بنابراین، انتظار می رود مبدل هایی که این دو ویژگی را ترکیب می کنند،کاربردهای زیادی  در زمینه انرژی های تجدید پذیر داشته باشند.

یک مبدل تقویت کننده سنتی می تواند، از نظر تئوری،  به یک بهره ولتاژ صد درصدی نامحدود در یک سیکل کاری دست یابد، ولی در عمل، مقاومت نشت در حلقه بارگیری القاگر، نرخ تقویت را محدود می سازد [۱]، [۲]. به همین علت، زمانی که نرخ تقویت مورد نیاز از ۴ بیشتر است از مبدل تقویت کننده استفاده نمی شود. یک راه حل استاندارد برای فایق آمدن بر این مشکل، استفاده از جریان های هرز کوچک از طریق افزایش دادن فرکانس سوئیچینگ مبدل برای یک مقدار مشخص موج قابل قبول می باشد. این موضوع به خوبی در متون پژوهشی مستند سازی شده است که جریان های هرز کوچک نیز دارای ویژگی مقاومت نشت کوچک هستند[۱]–[۵]. به هر حال زمان سوئیچینگ محدود در نیمه هادی های توان واقعی، زمانی که نرخ کار خیلی پایین یا خیلی بالا است، فرکانس سوئیچینگ را محدود می نماید. یک راه حل سنتی برای این مسئله به کارگیری ترانسفورماتور های میانی برای افزایش ولتاژ بدون استفاده از مقادیر زیادی از سیکل کاری است.

برای مقابله با این چالشها، در متون پژوهشی مختلف، توپولوژی های متعددی پیشنهاد شده است، که شامل استفاده از القاگرها و / یا ترانسفورماتور های جفت شده می باشند[ ۶]–[۱۲]. علاوه بر این متون پژوهشی راه حل های دیگری نیز بر اساس اصل خازن های سوئیچ شونده (SC)، با ترکیبی از مبدل هایی که القاگرهای جفت شده با تقویت کننده های ولتاژ و یا تقویت کننده های SC را ارائه می کنند، پیشنهاد شده است۱۳]–[۱۹]. مبدل های بدون القاگر جفت شده که بر پایه مدار های SC خالص می باشند، کاربردهایی را در برنامه های  روی تراشه با توان کم پیدا کرده اند، ولی در سطوح بالاتر توان(برق)، به جهت تعداد نیمه هادی های توان مورد نیاز، نوسانات جریان عبوری از خازن ها، و محدودیت های سوئیچینگ در فرکانس بالا، راه حل های مبتنی بر مبدل های سنتی ترجیح داده شدند. پخش لفافی مدارهای SC نیز به عنوان یک راه حل برای بهره ولتاژ بالا پیشنهاد گردیده است [۲۰]–[۲۲]. چندین مبدل توان(برق) برای کاربرد های با توان بالاتر (برق بیشتر) که نیازی به استفاده از القاگرها و یا ترانسفورماتورهای جفت شده ندارند، نیز پیشنهاد شده است۱]–[۵], [۲۳]–[۲۷]. هنگامی که کاربید سیلیکونی و سایر نیمه هادی های پهن باند با سرعت سوئیچینگ بالا، در دسترس قرار می گیرند، انتظار می رود که این توپولوژی ها نیز به بازار مبدل های dc-dc با بهره بالا وارد شوند. این موضوع باعث می شود که مسئله محدودیت فرکانس سوئیچینگ در مبدل های توان به یک مسئله ترانسفورماتور تبدیل شود، زیرا هنگامی که فرکانس بسیار بالا است، ترانسفورماتورها اتلافشان را افزایش می دهند. در مقاله ای جالب از Gu و همکارانش [۲۷]، آن ها از قاعده SC با تبادل کامل شارژ (CCI)[1][28] به همراه یک مبدل تقویت کننده‏ی مدوله شده پهنای پالس (PWM)[2] برای تنظیم ولتاژ استفاده نموده اند. همانگونه که در متون پژوهشی توضیح داده شده است[۲۹]، مدار های SC به همراه CCI برای تنظیم ولتاژ استفاده نمی شود، چرا که این موضوع تاثیر منفی بر کارایی مبدل می گذارد. ولی به هر حال ترکیب یک مدار CCI-SC با یک مبدل کنترل شده PWM برای بهینه سازی کارایی هر دو مبدل مجاز است. به طور خلاصه، مبدل هایی با بهره ولتاژ بالا که به یک ترانسفورماتور، القاگرهای متصل شده، یا سیکل کاری زیاد نیاز ندارند، ببا توجه به نفوذ سریع منابع تولید توان کم ولتاژ، بسیار مناسب هستند.

چالش اصلی دیگر در یک مدار پردازش انرژی تجدید پذیر، انتظار موج کم در جریان ورودی است. راه حل استاندارد استفاده از القاگرهای بزرگ منجر به یک موج جریان کوچک می شود ، ولی القاگرهای بزرگ سنگین هستند، اندازه بزرگی داشته و گران می باشند. علاوه بر این یک القاگر بزرگ واکنش گذرای مبدل را کند می نماید.

[۱]complete charge interchange

[۲]pulsewidth modulated

Transformer-less High gain Boost Converter with Input Current Ripple Cancellation at Selectable Duty Cycle

This paper proposes a boost dc-dc converter with out transformer gives the novel capability of cancelling the input current ripple with high gain output voltage atpreselectedduty cycle. There are several solutions available in literature to get the high gain voltage but they use number of components, But in this proposed system withoutincreasing the number of components, the converter features a high voltage gain withoututilizing boosting transformers the main purpose of proposing this system is to make best use of electric power coming from low voltage power generating sources such as renewables. Finally a prototype circuit of the proposed converter is implemented in labratory to varify the performance of the converter. LESS

لینک مقاله اصلی:

https://www.semanticscholar.org/paper/A-Transformer-less-High-Gain-Boost-Converter-With-a-Rosas-Caro-Mancilla-David/8b5973351689353384ebb1523ce9e1913c328e4d

افزودن به سبد خرید

لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد

محصولات پر فروش

پر فروش ترین محصولات فروشگاه روکساوب