实现软切换两个阶段提高转换器为光伏系统

Ramya G¹,Dr.R.Ramaprabha²

PG学生(电力电子和驱动器),EEE, SSN工程学院,印度钦奈
副教授,EEE, SSN工程学院,印度钦奈

文摘

本文的目的是分析软切换两个阶段提高转换器光伏(PV)系统。影响系统性能的重要参数是输入电流和电压波动。两阶段提高变换器的优点包括提高效率,降低规模和提高可靠性。这个转换器可用于这样的应用程序接口。采用软切换方法,降低切换损失,也减少波纹可以实现系统效率提高。两个阶段的模拟研究软交换提高转换器由光伏来源是使用MATLAB和结果摘要。两相之间的比较分析也都是转换器与不同的电感耦合。两个阶段的硬件实现软切换提高转换器与直接耦合线圈进行了结果。

关键字

两相的转换器,佐、ZVS软切换转换器,光伏系统,MATLAB。

介绍

光伏能源是一种可持续的能源来源。他们是可回收的,丰富,分布在整个地球和无污染。阻碍因素是它的安装成本高、转换效率低。需要一个合适的高效界面传输权力从光伏面板加载。两相软切换提高转换器作为接口,以降低开关损耗和涟漪[1]。本文两阶段软切换提高转换器为光伏系统作为电力转换装置。增加光伏的输出电压源两个阶段提高转换器连接到光伏系统。此外输入电力设备上的纹波电流和压力降低,因为输入电流分为两个平行电感器[1]- [7]。两阶段提高转换器用于高功率应用程序。

开关装置的额定电流是减少交叉方法分配每个阶段的输入电流。它还可以减少输入电流纹波,输出电压纹波和无源元件的大小。软开关技术是用来减少开关损耗[8]。两阶段提高转换器的完整的系统是模拟使用MATLAB-SIMULINK和结果。两相之间的比较分析了转炉与非耦合、直接耦合和反向耦合线圈为减少脉动。

配置两个阶段提高转换器

传统两阶段提高变换器由两个单提高转换器连接在平行,如图1所示。每个开关打开,将360 / N。每个电感电流强度下降了1 / N。输入纹波电流下降因为电感L1和L2和输入电流[1]。

图2显示了电路的软开关两阶段提高转换器。切换技术是类似传统两阶段提高转换器。随心所欲的二极管,谐振电感Lr和谐振电容Cr用于软交换减少开关损耗。和两个二极管D1和D2是用来传递能量输出端[1]。

系统描述

两个阶段提高变换器进行了分析。因为它是两个阶段提高变换器开关切换缺口180度。每个电感电流重复线性递增和递减180度基于切换模式。在零电压谐振电容器开关是关闭的,因此采用零电压开关(ZVS)。在零电流谐振电感的开关打开,因此采用零电流开关(佐)[5]。图3中的框图显示系统由光伏来源和两个阶段提高转换器和负载和每一块模拟提出了使用MatLab和结果。

耦合电感的交叉提升转换器使用以下方程建模[9]- [12]。电感的等效值的表达式

自感和互感

在哪里

电容器是由的价值

(5)

建模的光伏面板使用一个二极管模型,该模型由一个电流源并联二极管,分流电阻和串联电阻,如图4所示。的建模方程通过[6]-[9],来自[13]。

模型方程是:

图3所示的系统仿真结果在第四节中详细介绍。

仿真结果和推理

使用方程(6)-(9),光伏面板由36 mono晶体硅太阳能电池已经使用MATLAB模拟。模拟电流-电压和p - v特性提出了在图5中。

软切换两个阶段提高转换器与MATLAB模拟图2中所示。表我显示了软切换的设计参数多阶段提高转换器[1]。

图6显示了两个阶段提高变换器的仿真模型,并为每个开关控制脉冲图7和图8所示。

进一步减少输入电流纹波,非耦合电感L1和L2在图2被直接耦合和反向耦合电感和比较分析了三种类型的电感耦合[14],结果提出了即两相软开关变换器与非耦合电感器,直接耦合线圈和反向耦合电感器。表二世表示输入电流和输出电压的脉动分析比较在两相转换器和软切换两个阶段提高转换器。

从表二世看到涟漪减少软切换的两阶段提高转换器,还增加了系统的效率。

表III代表输入电流和输出电压的脉动分析比较各种电感耦合即非耦合、直接耦合和反向耦合线圈。

从表3据悉,涟漪已经减少使用直接耦合电感时。

硬件实现的

表4显示了用于实现硬件组件。

使用所产生的脉冲触发开关的PIC18F4550单片机。选通脉冲得到的设备通过一个opto-coupler电路采用MCT2E opto-coupler提供必要的电源电路和单片机电路之间的隔离。转换器使用SPV操作面板作为源。得到了相应的输出和分析来验证仿真结果的光伏面板在输入端。

输入电流和输出电压的纹波参数的直接耦合的两相软开关变换器使用单相卡箍式电能质量分析仪测定。电能质量分析仪也给涟漪百分比的测量电流和电压的输入和输出。发现输入纹波电流并不比其他耦合和发现为0.04%。软切换的硬件设置两个阶段提高转换器图9所示。

图10显示了输出电压和输出电流波形观察DSO。

图11显示了两阶段提高变换器的软开关现象。

结论

摘要软切换两个阶段提高转换器PV系统接口进行了分析。相比传统的提高变换器输入电流纹波和输出电压纹波。自从转换器运作的原则是用软切换开关损耗也减少了相比传统变换器和效率高。比较了不同的电感耦合类型。发现涟漪进一步减少使用直接耦合电感器在输入侧。两个阶段的硬件实现软切换提高转换器进行了,并给出了结果。

承认

作者要感谢SSN的管理工程学院,钦奈提供所有的计算设施进行这项工作。

表乍一看


表1	表2	表3	表4

数据乍一看


图1	图2	图3	图4

图5	图6	图7	图8

图9	图10	图11

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