直流-直流转换器基于3 ssc和VMC使用高电压增益Non-Isolated转换器

m . Vijaya库马尔¹,k先生²,K。普拉萨德相³,r·拉梅什⁴

PG学生[PE&ED], EEE称,SISTK, Chittoor (D),印度安得拉邦¹
助理教授,部门EEE, SISTK Chittoor (D),印度安得拉邦²
助理教授,部门EEE, SISTK Chittoor (D),印度安得拉邦³
PG学生[PE&ED], EEE称,SISTK, Chittoor (D),印度安得拉邦⁴

文摘

现今的新家庭直流-直流转换器基于三个状态转换单元和电压倍增器细胞。它提供一个展示的一些优势和局限性几个拓扑通常使用的电压升压的应用程序。这个家庭的工作原理已经选择了提高变换器,详细讨论。分析变换器可以适用于不间断电源,燃料电池系统,它是足够的操作高增益提升阶段与可再生能源系统的级联逆变器。此外,它是适用于直流电压升压要求,如电动铲车、音频放大器,和其他应用程序。

关键字

直流-直流转换器、电压增益电压细胞(vmc)数量,提高转换器

介绍

根据设备特性,多种静态功耗转换器是必要的适当的转换和采集的能量主要来源如电现象提供的数组,风力涡轮机和燃料电池。此外,考虑到可再生能源系统的价格高,高效利用电力电子转换器可能是应该。

固态交直流转换器需要提高电能质量的功率因数校正,最小化所有谐波失真在输入交流电源和直流稳压输出预期的调查很多拓扑支持经典像巴克转换器,提高,buck-boost转换器。提高转换器的continuous-conduction模式变得特别流行,因为磁引力干扰水平降低结果的利用率。另外采用交叉转换器原理的方法,因为它是扩展到一个通用的腿/自耦变压器的绕组和高功率水平。

三态开关单元(3 ssc)可以通过协会的两两交换单元(2细胞)相互联系的中心抽头自耦变压器,直流-直流转换器,一个家庭可以派生。这个概念被首次引入,所谓的B细胞类型。第一个拓扑基于3 ssc介绍了PFC应用程序。它可以通过替换输入源的直流-直流提升转换器在一个典型的单相二极管桥和一个交流电压源。二极管桥的存在导致传导损失增加,因为当前总是流经四个半导体元素。试图达到高输出电压增益使用3 ssc和直流-直流转换器进行提升。虽然只有两个二极管和两个电容器被添加到原始拓扑扩展PFC应用程序效率高是有限的存在增加了当前路径的组件数量在每个操作模式。这种模式也被称为边界之间的传导模式,因为它代表中间操作CCM和discontinuousconduction模式(DCM)。分析临界导电模式(CRM)是基于以前的研究开发传导模式和转换器的静态特性需要在以前的决定。在这种情况下,最小电流磅为空,即。, the current through Lb is equal to zero for a single time instant. The ripple current through Lb is then equal to the maximum current IM.

好操作的VMC交流输入电压是必需的,这是这个细胞的一个重要要求。由于这一事实,使用3 ssc的描述被认为是,因为它产生这样的交流端电压的自耦变压器,因此消耗终端控制开关。在随后的细胞,控制开关可能被mosfet,结型场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管,双极结型晶体管等。完全生成的拓扑礼物有两面的特性。,如前所述,利用高压获得转换器是不错的兴趣,尽管几种方法支持孤立的拓扑。价格值,利用non-isolated转换器显著致力于应用程序涉及可再生能源系统的近期作品的范围。的努力导致事件non-isolated拓扑区域单位那么好甚至在文学。

文献调查

标题:一种改进的最大功率点跟踪光伏发电逆变器基于voltage-oriented控制

作者:r . Kadri j。•高柏,g . Champenois

发布:IEEE,卷。58岁的没有。1,第75 - 66页,2011年1月。

一种改进的最大功率点跟踪(MPP)翻译(MPPT)与更好的性能基于voltageoriented控制(VOC)提出了解决一个快速变化的辐射问题。VOC,级联控制结构与外部直流环节电压控制环和一个内部电流控制循环使用。电流控制在一个同步正交d,问帧使用解耦反馈控制。

标题:d类音频放大器在移动应用程序

作者:m . Berkhout和l . Dooper

发布:IEEE, 57卷,没有。5、2010年5月,页992 - 1002。

比较系统级概述给出替代类d放大器架构。背后的理论讨论了脉宽调制和不同的调制方案。拓扑选择开环与反馈和fixed-carrier与self-oscillating等分析和比较的相关特征,如变形、供电拒绝,效率,和电磁干扰。数模转换和d类放大器的结合进行了探讨。

标题:高效高升压转换器用于燃料电池功率处理基于threestate整流单元

作者:美国诉Araujo r . p . Torrico-Bascope和g . v . Torrico-Bascope

发布:IEEE, 57卷,没有。6日,页。1987 - 1997年,2010年6月。

提高转炉操作的修改与三态已经适合大电流的整流单元压力输入由于当前活跃的交换机之间的共享。

调制SRATEGIES

电压乘法器单元

电压倍增系数是一个电路,将从一个低电压交流电源转换为直流电压,通常采用电容和二极管组成的一个网络。电压倍增器通常用于生成一些伏电子电器、许多伏高能物理实验和闪电安全测试等功能。

状态切换单元

3 ssc协会通过交换两国改变PWM细胞(2细胞)相互联系的中心水龙头自耦变压器,直流-直流转换器,一个家庭通常是派生的。提出了一种新的non-isolated双向设备工作。这个转换器阶段适合直流和交流电机驱动器的应用程序。在此设备,对于一个给定的工作周期,提出的输出输入电压比例将增加变压器匝比。这个设备的另一个必要的特性是低阻断电压控制开关与类似电路相比,允许使用较低的场效应管开关导抗性RDS(上)。共病或晚电子产品的生产,和(3)整合整个会议论文集。利润率,列宽,行间距和设计是内置的;样品提供的设计是整个文档,斜体,不时括号,在实例。一些元素,比如多层次方程、图形和表格没有规定,尽管各种表的文本设计提供。格式化程序可以产生这些元素,将适用的标准。

工作原理

开关S1和S2是打开,而所有二极管反向偏置。能源保存在电感L和没有能量传递到负载。输出电容器为负载提供能量。这个阶段完成一次开关S1是关闭的。

开关S1是关闭的,而S2依然打开,diodeD5。也没有多余的精力分配到负载。电感L储存能量,电容C1和C3出院,和电容C2, C4, andC6起诉

提出拓扑

开发分析认为该设备相关三个电压倍增器细胞和阐述如下。

为了提高了感知的工作原理

结构,随后的假设是:

1)输入电压小于输出电压

2)考虑稳态操作

3)半导体和地球物理学是理想的

4)改变频率是恒定的;

5)转自耦变压器是统一的比例;

6)开关的驱动信号有用180 A¢¦流亡。

工作原理

模式,使用图3中定义三个乘数细胞。类似电路相匹配的设备相应的过程在无花果。4。

第一阶段(t0 t 1][见图4 (a)]:开关S1和S2是打开,而所有二极管反向偏置。能源保存在电感L和没有能量传递到负载。输出电容器为负载提供能量。这个阶段完成一次开关S1是关闭的。

第二阶段(t1, t2)[见图4 (b)]:开关S1是关闭的,而S2依然打开,diodeD5正向偏压。也没有能量传递到负载。电感L储存能量,电容C1和C3面积单位放电,和电容C2, C4和C6起诉。

第三阶段(t2、t3)(见图4 (c)):开关S1和S2保持关闭,分别。二极管D3和D7正向偏压,而突出的是反向偏置。在D7能量传输到输出阶段。电感和电容C2储存能量和C4仍带电。电容C1是出院,然后是C3和C5。

第四阶段(t3, t4)[见图4 (d)]:阐明了开关S2余数,二极管D3反向偏置,并正向偏压二极管D1。在D7能量传递给负载。电感放电,然后是电容C1, C3, C2和C5,而被指控

第五阶段(t4, t5)[见图4 (e)]:这个阶段是相同的第一个。

第六阶段(t5, t6)[见图4 (f)]:开关S2是关闭和开关S1被打开。二极管D6起偏见。电感是收取的输入源,尽管电容C2和C4出院。

第七阶段(t6, t7)[见图4 (g)]:这个阶段类似于第三个。

第八阶段[t7、t8][见图4 (h)]:开关S1, S2时仍然关闭。二极管D2和D8正向偏压,虽然D4反向偏置以及剩余的二极管。通过D8发生能量转移到负载,电容器有限公司被起诉。电感放电,而电容C1充电电容C2, C4, C6仍然排放。

静态增益

通用的静态增益提高转换器的结构可以从感应器获得伏秒平衡。电压范围增加了同意的时间间隔有关的感应电荷等于电感放电。

仿真结果

使用MATLAB / SIMULINK仿真研究。图5显示了模拟电路的高电压增益DCDC变换器基于3 ssc和VMC使用Non-isolated转换器

上面的图5显示了仿真图的提出提高转换器基于这些模拟开关3 sscand VMC S1and S2作为MOSFET的然后VMC可以加的电压水平三个阶段产生输出电压为450 v在这些我们提供输入电压为42 v-54v基于规范我们要给输入供应。

上面的图6所示的输出直流电压提高转换器基于3 ssc和VMC的开环电路供给我们要给源48 v我们会得到455 v输出供应系统中提出了。

上面的图7显示了在开关选通脉冲频率时的系统已经应用于25 khz当时我们58%的责任周期提出了在位置上剩余的部分是在关闭位置显示42%的工作周期。

上面的图8显示了电压提出了整个开关MOSFET的S1和S2has波从被提出。

上面的图9显示了它所提供的电流波形是在boost变换器开关MOSFET的它将显示Is1 Is2。

上面的图10显示了输出负载电流在负载终端的输出端提供负载电流显示脉搏波的峰间的终端。

上面的图11显示了提出的闭环回路图3 ssc和VMC的转换器将PID控制器在提高变换器的开关S1和S2,我们给源48 v然后我们400 v输出,我们已经提到400 v的参考价值,它将计算系统的输出波形。

上面的图12显示了400 v的输出电压波形

结论

六个广义非孤立的高增益电压直流-直流转换器。验证操作生成的原理结构,提高转换器被选中。拓扑是足够的几个应用,如光伏系统、燃料电池系统、ups,高电压增益之间的输入和输出电压要求。

引用

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