Design and Development of Single Switch High Step-Up DC-DC Converter

توضیحات

ABSTRACT

In this paper, a new single switch high step-up dc-dc converter with high voltage gain is proposed. The proposed topology is developed by combining boost and SEPIC converter with diode – capacitor circuit to reduce the stress across the semiconductor devices. The proposed converter produces low switching voltage and hence it improves its efficiency. The operating principle and the steady state performance analysis are discussed. The performance of the converter is validated by developing a prototype circuit with input voltage of 30 V, output voltage of 300 V and output power rating of 250 W. The theoretical analysis and experimental results concludes the proposed converter is suitable for high voltage applications.

INTRODUCTION

  HIS non isolated dc-dc converter with high static gain has gained focus in research as there is a requirement of this technology for many  applications which generates low dc voltage sources. The non conventional energy resources like Photovoltaic (PV) modules, small wind turbines and fuel cells  generates low dc voltage and needs to be stepped up. Normally, low voltages are ranging from 12 V to 125 V and it
must be boosted up to ac grid requirement voltage . Renewable energy based distributed generation of power production got tremendous development as a most essential power producing sector due to its clean and environment friendly nature. And these power production results in low voltage profiles where there is a need for different converter topologies. High step-up converter design needs some key requirements such as high power density, reduced switching voltage stress, low weight, and low cost. In transformer based converters high voltage conversion can be achieved by adjusting the turn’s ratio which creates large leakage inductor problem. Also, it utilizes high frequencywhich impacts on high switching voltage stress, increase of range weight, volume and size, as well as the efficiency gets reduced. The non- isolated high step-up converters generate the high voltage gain with reduced switching frequency for boosting up the voltage.  Conventional boost  onverter is used in general, for stepping up the voltage for the non-isolated dcdc converter family. Normally, it needs high duty cycle to generate the high output voltage .

چکیده

در این مقاله، مبدل dc-dc با افزایش ولتاژ بالا پیشنهاد می شود. توپولوژی پیشنهادی با ترکیب مبدل تقویت کننده و SEPIC با مدار دیود خازنی برای کاهش استرس در دستگاه های نیمه هادی می باشد. مبدل پیشنهادی ولتاژ سوئیچینگ پایین تولید می کند و از این رو کارایی آن را بهبود می بخشد. اصل کار و تجزیه و تحلیل عملکرد حالت پایدار مورد بحث قرار گرفته است. عملکرد مبدل توسط یک مدار نمونه اولیه با ولتاژ ورودی 30 ولت، ولتاژ خروجی 300 ولت و توان خروجی 250 وات تأیید شده است. تجزیه و تحلیل نظری و نتایج تجربی نتیجه گیری مبدل پیشنهاد شده برای برنامه های کاربردی ولتاژ بالا مناسب است.

مقدمه

مبدل Dc-dc غیر جدا شده HIS با افزایش استاتیک بالا، تمرکز خود را در تحقیق به دست آورده است، زیرا نیاز به این تکنولوژی برای بسیاری از برنامه های کاربردی است که منبع ولتاژ پایین dc تولید می کنند. منابع انرژی غیر متعارف مانند ماژول های فتوولتائیک (PV)، توربین های بادی کوچک و سلول های سوختی ولتاژ پایین dc تولید می کنند و باید تقویت شوند. به طور معمول ولتاژ کم از 12 تا 125 ولت متغیر استباید به ولتاژ مورد نیاز شبکه AC افزایش یابد. انرژی های تجدید پذیر بر مبنای تولید توزیع شده از تولید برق، به علت تمیز بودن و محیط زیست سازگار با محیط زیست، به عنوان یکی از ضروری ترین بخش تولید برق، توسعه چشمگیری داشت. و این تولید برق منجر به پروفیل های ولتاژ پایین می شود که در آن نیاز به توپولوژی های مبدل های مختلف وجود دارد. طراحی پیشرفته تر پیکربندی نیاز به برخی از نیازهای کلیدی مانند چگالی قدرت بالا، کاهش استرس ولتاژ سوئیچینگ، وزن کم و هزینه کم است. در مبدل های ترانسفورماتور مبدل ولتاژ بالا می تواند با تنظیم نسبت به نوبه خود که باعث ایجاد مشکل بزرگ القایی نشت می شود. همچنین با استفاده از فرکانس بالا تاثیرات بر فشار ولتاژ سوئیچینگ بالا، افزایش وزن، حجم و اندازه محدوده، و همچنین بهره وری کاهش می یابد. مبدل های پرفشار غیر جدا شده بالا باعث افزایش ولتاژ بالا با کاهش فرکانس سوئیچینگ برای بالا بردن ولتاژ می شود. اینورتر تقویت متعارف به طور کلی برای افزایش ولتاژ برای خانواده مبدل Dcdc غیر جدا شده استفاده می شود. به طور معمول، برای تولید ولتاژ خروجی بالا نیازمند چرخه کاری بالا است.

Year: 2017

Publisher : IEEE

By :  S Saravanan, and N Ramesh Babu

File Information: English Language/ 9 Page / size: 0.99 KB

Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart

Download tutorial

سال : 1396

ناشر : IEEE

کاری از : سارا وانان ,رامش بابو

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 9 صفحه / حجم : KB 0.99

فقط اعضای سایت پس از ثبت نام و اضافه کردن به سبد خرید می توانند دانلود رایگان کنند.خوشحال می شویم به ما پبیوندید

آموزش دانلود