关键字 |
| 交叉提升转换器,最大功率点跟踪,光伏系统,工作周期,扰乱和观察。 |
介绍 |
| 一般各种电源转换器拓扑结构中使用的能源系统。无论分歧他们都试图从系统输入功率的最大数量尽可能少的能量损失在电路本身。直流-直流变换器是开关变换器固有的引入了一定量的涟漪在当前从而降低效率。通常这脉动最小化是通过使用一个过滤器的输出终端。虽然这是一个解决方案,大小、成本和过滤器的生活依赖于所使用的类型的转换器。转换器是基于巴克,提振,buck-boost和cuk派生的拓扑。这里提高转换器的交叉技术已经讨论了两种不同的拓扑获得高电压增益。不同的拓扑结构实现了不同的输出。 |
文献调查 |
| 并联技术提高变换器的功率因数,提出了统一的[1]。这个系统是基于两个电池变换器在电感电流连续模式下操作。用一个额外的小电感,两个MOSFET脉冲宽度调制并行连接,它提供了一个提高输出功率。任意数量的PWM细胞可以通过这种方法平行。直流对直流开关转换器与N-identical提高转换器并联电流型控制(CMC)提出了[2]。中央军委有助于减少总输入电流和输出电压的脉动操作相同的工作周期。这里不需要使用永恒的三角形或锯齿波信号。与两个交叉和转换器intercoupled提出了提高转换器在[3]。这种方法有助于等于当前共享两个并联提高转换器。交叉提高转换器的分析比较与传统提高转换器。 Two boost converters in interleaved operation named, Interleaved Dual Boost (IDB) and Switched Capacitor Interleaved Dual Boost (SCIDB) has been presented in [4]. This interleaved boost converter under sliding mode control is analyzed in this paper. This interleaving technique results in a step-up structure. Interleaved boost converter with the use of zero current transition and a soft commutation technique operating in Critical Conduction Mode (C-DCM) was investigated in [5]. The turn-ON of the main switches occurs naturally at ZCS due to the operation of C-DCM and also the reverse recovery losses of the diodes are minimized. The circuit of the converters has been implemented by using a single Erasable Programmable Logic Device (EPLD). A Coupled-Inductor Interleaved Boost Converter (CIBC) fed PV system using a fuzzy controller with a feedforward MPPT scheme was developed in [6]. This system has low switch current loss and improves efficiency than the noncoupled converter system. For the given solar insolation the tracking algorithm changes the duty ratio of the converter so that the solar cell array voltage equals the voltage corresponding to the MP point. |
| 小说ZCS-PWM提高整流器[7]中给出。该电路用于实现九个州的权力过渡转换和曼宁整流器建立了状态空间平均模型。整流器的佐使用提供效率高。two-inductor,交叉功率因素校正提高转换器表现出电压当责任周期大于0.5倍压器特征是在[8]中引入的。这个电压转换器的倍压器特点是适合universal-line(90 - 264年VRMS)。自提出PFC提高整流器是倍压器在低压线路,提高它的效率比传统的提高转换器。交叉的新技术提高变换器提出了耦合电感器和电容器切换在[9]。这种技术添加到输出级,以便获得更高的升压电压增益和更低的电压应力相比传统交叉提高转换器。因此low-conduction阻力和低电压额定开关可以应用。负载电流可以同样共享的每一个阶段没有任何额外的电流共享模块。 The switching losses can be reduced by the ZVT soft switching performance. An active clamped circuit adopted also helps in the reduction of switching losses and the leakage energy of the coupled inductor is recycled. A new dual interleaved active-clamp forward topology has been proposed in [10]. Series and parallel connection of two interleaved forward circuits on the primary and secondary side respectively. This proposed method provides a new solution to reduce the voltage stress and number of components. An interleaved boost converter with soft switching technique and modelling of PV topology with MPPT controller was proposed in [11]. This interleaved boost converter has been used to increase the output power in high power applications. This interleaved boost converter required low current rating of switching device since the current in each phase is distributed. An interleaving boost converter with PV and a passive snubber for battery charging applications was introduced in [12]. The snubber helps to reduce the voltage stresses at turn-off transition and to obtain maximum power P&O method is used. A interleaved boost converter which is magnetically coupled to a voltage doubler circuit, providing a voltage gain higher than that of conventional boost converter was discussed in [13]. This converter has low voltage stress across the switch, voltage balancing between output capacitors, low input-current ripple, and high switching frequency. |
| 软交换交叉提升转换器包含两个分流的基本推动转换单元和一个水电厂辅助电感实现[14]。这个转换器在有功功率开关的零电压降低切换损失,提高转换效率。这种相同的提高转换器的设计有助于样品设计。比较常规提高转换器和交叉PFC提高变换器研究[15]。比较了相同的条件和性能评估。这些结果为交叉PFC提供一个更好的性能提高转换器导致更高的效率和低(THD值。因此研究两个主要的PFC提高转换器对锂离子电池用于电动汽车。交叉提升转换器与两种不同的拓扑结构。拓扑1一直经营获得高电压增益和拓扑2也适用于电压增益高于拓扑1。这两种拓扑结构与太阳能美联储模型作为输入源。 |
数学模型 |
| 光伏面板的数学模型可表示为图1所示 |
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| 方程描述的电气行为光伏面板在恒定的温度和辐照度下, |
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| 太阳能电池板的输出电流是等于平均直流-直流转换器的输入电流。最大的光伏面板的力量, |
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| 交错的框图提高转换器是图2所示, |
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提出的方法 |
| 本文比较了两种不同的操作交叉提高变换器的拓扑结构。提出拓扑包含交叉促进与太阳能转换器线性模型。提出的交叉提高变换器拓扑已经翻译的MPPT获得最大输出工作。传统的交叉提升转换器是耦合的多阶段获得高电压增益的提高转换器。该方法有别于传统的交叉提高变换器电感和电容的位置是获得高电压增益变化。拓扑的线路图1图3所示 |
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| 拓扑的电路操作1是解释在以下模式, |
| 模式(我) |
| 当开关都打开占空比小于0.5,电感器的电感电流L1和L2直线上升和储存能量。输出电压与输入电压。输出电压比输入电压可以给出如下, |
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| 模式(2) |
| 当开关都打开一个工作周期大于0.5比1,电感器的电感电流L1和L2直线上升与输出电压高于输入电压。输出电压比输入电压可以给出如下, |
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| 图4显示了拓扑的线路图2所示。 |
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| 拓扑的电路操作2是解释在以下模式, |
| 模式(我) |
| 开关都打开时占空比小于0.5,电感L1和L2的电感电流与输入电压能直线上升,因此输出电压高于输入电压。 |
| 模式(2) |
| 当开关都打开操作占空比大于0.5比1,电感L1和L2的指控与输入,因此输出电压高于输入电压。 |
MPPT系统 |
| 这里使用翻译的MPPT方法是P&O方法。这种方法测量电压和电流的值和功率可以计算。计算功率检查更大的价值,与前面的功率值进行比较。如果计算功率值大于前面的值,那么同样的电压值进行比较与当前和前一个值。如果电压也大于前一个值参考价值是作为前电压恒定值的增量否则引用是作为前电压值的衰减常数的值。它可以表示成一个流程图如图5所示, |
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仿真结果 |
| 的电路拓扑设计的帮助下在MATLAB / simulink中可用的块模型库。拓扑结构的仿真图1表示在图6 |
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| 图6显示了模拟拓扑1与太阳衬垫模型获得高电压增益。 |
| 同时翻译的MPPT控制的拓扑设计的帮助下P&O算法在Matlab / simulink中实现。翻译这MPPT控制器设计用于跟踪最大功率在不同分和适应那里的道路是最大功率。翻译的实现MPPT可以获得如图7所示 |
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| 拓扑结构的仿真图2是如图8所示 |
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| 图8代表了拓扑结构的模拟2以太阳能为线性模型,以便能获得高电压增益。仿真结果显示了不同拓扑结构如下。的参数是输入电压= 5 V,责任周期= 50%,频率= 25 kHz的常见的拓扑。拓扑1提供的输出电压16.29 V和拓扑2提供了18.59 V。拓扑结构1的输出电压波形和拓扑2是图9和图10所示。 |
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| 图9和Fig.10从太阳获得的波形是线性模型翻译与MPPT交叉提高变换器拓扑,因此也是直流输出。波形显示的操作交叉提高拓扑为高电压增益工作。 |
| 拓扑结构的功率波形1和拓扑2获得输入电压= 5 V,责任周期= 50%,频率= 25 kHz,拓扑结构的功率波形1和拓扑2分别显示在图11和图12所示。 |
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| 从太阳能获得的输出功率波形线性模型的翻译与MPPT交错提高变换器拓扑显示能力在最大功率点跟踪。初始点的波形上升然后保持不断的转换器类似于提高转换器。光伏发电和光伏电压特性获得太阳能面板100 W的线性模型可以表示为图13和图14所示。 |
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| 上述获得的曲线解释说,权力获得辐照变化最大功率点的变化曲线的右手边。算法需要改变由于扰动和下一阶段它改变方向的扰动,远离最大值点。曲线是线性上升从最初的部分最大功率点,然后下降急剧下降。 |
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| 获得的电压曲线的最大功率跟踪点。这条曲线取决于辐照的面板。PV电压曲线表明,在一段时间内保持常数,然后逐渐减少对时间。 |
| 比较了两种不同的拓扑与传统提高转换器,以便更好的性能的拓扑可以得出结论。 |
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| 获得的比较结果是绘制在图15如下所示, |
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| 比较清楚地显示拓扑2操作提供了更好的性能比传统的提高和拓扑1。 |
结论 |
| 是获得不同的交叉提高变换器的拓扑操作模拟,结果显示显示拓扑2翻译与MPPT可获得更好的性能。 |
引用 |
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