A high step up coupled inductor DC-DC converter with low input current ripple for application in photovoltaic systems

صداقتي, فرزاد and شايقي, پرفسور حسين and پورجعفر, مهندس سعيد (2019) A high step up coupled inductor DC-DC converter with low input current ripple for application in photovoltaic systems. University of Mohaghegh Ardabili, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Sedaghati project.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

In this study, a novel non-isolated high step-up DC-DC converter is presented that is suitable for high voltage gain application such as PV systems. The proposed converter integrated coupled inductor and voltage lift circuit. The voltage gain can be increased by choosing the appropriate turn's ratio of coupled inductor. Voltage lift circuit which consists of diodes and capacitors, is used for further extending of the voltage gain. Also, the diode-capacitor unit plays as clamp circuit which leads to reducing the voltage stress of the semiconductor elements. In addition, the zero current switching (ZSC) in OFF-state of diode is obtained in this paper. The proposed converter has a single power switch which simplifies the circuit and also makes the control of the proposed converter to be simple. Therefore, the conduction losses can be reduced when only single switch with lower resistance is utilized. The PWM method has been utilized for switching the active switch. To prove the performance of the proposed converter, theoretical analysis and the comparison with other converters are provided. Finally, in order to validate the property of the presented converter, simulation results and a laboratory prototype with input voltage of 20V, output voltage 200V and output power rating in about 200W with 25 kHz switching frequency have been presented.

Item Type: Other
Persian Title: ارائه يک مبدل DC-DC سلف تزويج بهره ولتاژ بالا با ريپل جريان ورودي پايين براي کاربرد در سيستم¬هاي فتوولتائيک
Persian Abstract: فتوولتائيک يا به اختصار PV، يکي از انواع سامانه‌هاي توليد برق از انرژي خورشيدي مي‌¬باشد. در اين روش با بکارگيري سلول‌هاي خورشيدي، توليد مستقيم الکتريسيته از تابش خورشيد امکان‌پذير مي‌شود. از طرفي در سيستم‌هاي خورشيدي، سطح ولتاژ DC پانل‌هاي خورشيدي و ولتاژ AC مورد نياز مصرفکننده‌ها به گونه‌اي است که در فرآيند پردازش انرژي، نياز به چند برابر کردن ولتاژ مي‌باشد. در اين ميان با استفاده از مبدل‌هاي الکترونيک قدرت DC-DC به عنوان ادوات واسط براي افزايش سطح ولتاژ خروجي پانل‌هاي خورشيدي استفاده مي‌شود. بهبود ولتاژ خروجي مبدلهاي DC-DC با چرخه‌کاري پايين و افزايش سطح توان با راندمان بالا از موضوع‌هاي تحقيقاتي محققين در جوامع امروزي است. به منظور افزايش راندمان در مبدل‌هاي DC-DC يک تراسفورماتور فرکانس بالا و يا در خروجي يک ترانسفورماتور فرکانس پايين قرار مي‌دهند. بنابراين، براي توان‌هاي نسبتاً پايين و مصارف خانگي از ساختار بدون ترانسفورماتور و براي توان‌هاي بالا از ساختار ترانسفورماتوردار استفاده مي‌شود. در ساختارهاي داراي ترانسفورماتور اندوکتانس نشتي ترانسفورماتور مشکلاتي از قبيل ايجاد جريان ضربه¬اي، توليد EMI و اتلاف انرژي در اسنابرها ايجاد مي‌کند. در اين طرح يک مبدل DC-DC افزاينده سلف تزويج با قابليت استفاده در سيستم هاي فتوولتائيک ارائه مي شود که مي‌تواند سطح ولتاژ DC ورودي را در حد مطلوب افزايش دهد. مبدل DC-DC غير‌ايزوله ارائه‌شده در اين طرح، با استفاده از سلف تزويج و سلول افزاينده ولتاژ (متشکل از ديود و خازن) قابليت افزايندگي بالاي ولتاژ را دارند که در کنار توانائي مبدل در کاهش ريپل جريان ورودي، اين ساختار را براي کاربردهاي خورشيدي مناسب مي‌سازد. از جمله مهم‌ترين ويژگي‌هاي¬ مبدل پيشنهادي مي¬توان به بهره ولتاژ بالا، راندمان بالا، تنش ولتاژ کليد کم، ريپل جريان ورودي پايين و هزينه کم آن شاره کرد. در پايان، صحت عملکرد اينورترهاي پيشنهادي و هم چنين درستي روابط استخراج شده با استفاده از شبيه‌سازي کامپيوتري در محيط نرم‌افزار PSCAD/EMTDC و هم چنين ارائه نتايج آزمايشگاهي تأييد خواهد شد.
Subjects: Research Projects
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Date Deposited: 22 Jun 2019 08:38
Last Modified: 22 Jun 2019 08:38
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7902

Actions (login required)

View Item View Item