بخشی از مقاله
چکیده:
در این مقاله توسعه سلول هاي VLT (نوع ولتاژ بالابرنده) بررسی شده است . مدار پیشنهادي ، به منظور بهبود افزایش توانایی هاي متداول مبدل هاي DC-DC نسبت به مدارات قبلی طراحی شده است. در این مقاله از سه سلول سوئیچ شونده )SLبالابرنده) استفاده شده است. هر دو حالت CCM وDCM در این مدار مورد بحث قرار گرفته است.
نتایج تئوري توسط شبیه سازي اثبات شده است .
واژه هاي کلیدي: VLT وDCM (مد هدایت گسسته)و CCM
(مد هدایت پیوسته)وSL
.1مقدمه :
تغییر مبدل قدرت DC-DC به طور گسترده در بسیاري از برنامه هاي صنعتی مدرن ، مانند سیستم هاي انرژي تجدید پذیر، پشتیبانی سیستم باتري براي منابع تغذیه اضطراري کاربرد دارد. چرخه کار بالا باعث اختلال در کارایی و مانعی براي پاسخ گذرا می شود. همچنین براي تولید چنین چرخه کار بالا ، مدار کنترل باید خیلی سریع عمل کند. مبدل DC-DC ممکن است توسط اضافه کردن ترانسفورماتور یا با اتصال کاسکد براي به دست آوردن ضریب تبدیل ولتاژ مورد
توسعه یابد، اما با این حال استفاده از ترانسفورماتور در کاربردهاي صنعتی براي تجزیه DC به دلیل افزایش هزینه و حجم و زیان، نیاز نیست. علاوه بر این یک ترانسفورماتور بزرگ نسبت تمایل ریپل ولتاژ در عنصر اصلی را افزایش می دهد. مبدل کاسکد نیز از نظر تبدیل انرژي ، اقتصادي و کارآمد نیست. بنابراین در سال هاي اخیر مدارات مختلف با راه اندازي افزایش توانایی خود، بهبود یافته اند.[1 - 4 ]
سلول هاي داراي سلف سوییچ شونده از نوع ولتاژ بالابرنده براي بهبود قابلیت افزایش ولتاژ DC-DC که در [1] اشاره شده است.
یکی از روش هاي نسبتا رایج براي ساختن مبدل هاي DC-DC
گین بالا ، استفاده از روش هاي سوئیچینگ خازنی است. [2 ] سوئیچ هاي خازنی و سلفی براي داشتن مبدل هاي بالابرنده ترکیبی DC-DC که در[3] توضیح داده شده است. مبدل هاي DC-DC با گین ولتاژ در [4] ارائه شده است. مبدل ترکیبی سوئیچ هاي سلفی براي ولتاژ بالا که در [5] اشاره شده است . یک سري از سلول هاي SL
جدید ولتاژ بالا برنده با تقویت توانایی DC-DC تولید شده است.آنها را می توان بر پایه مبدل DC-DC براي ارائه بهره هاي ولتاژ بالا به کاربرد. POEL (عنصر خروجی مثبت ( LUO براي نشان دادن ویژگی مدار از نوع ولتاژ بالابرنده VLT سلول SL استفاده شده است. براي هر یک از اجزاي X در این مقاله، جریان و ولتاژ لحظه اي را به عنوان ix و vx در نظر گرفته و جریان و ولتاژ متوسط در طول چرخه سوئیچینگ در حالت پایدار IX و VX بیان شده اند. براي توصیف کلی هر جزء ایده آل است و توان خروجی برابر توان ورودي است .VOIO=VinIin بار نرمال به عنوانZN=R/ƒL مشخص شده است. که ƒ به عنوان فرکانس سوئیچینگ(/T١(ƒ = است. چرخه کار
1
اولین همایش منطقه ای برق و فناوریهای نوین دانشکده فنی و حرفه ای سما اردبیل- شهریور١٣٩٤
سوئیچ به عنوان K نشان داده شده است(١<K<٠).. هر پارامت با زیر نویس B مقدار مرز بین حالت انتقال پیوسته (CCM) و حالت
انتقال گسسته((DCM را نشان می دهد.
.2 مبدل ترکیبیPOEL با سه سلول بالابرنده : SL
ترکیب سه سلول بالابرنده SL درون مبدل POEL و تولید توپولوژي ترکیبی جدید ، همان طور که در شکل 1 aنشان داده شده است
.مدار معادل هنگام قطع و وصل سوئیچ که در شکل هاي 1 b ,cنشان داده شده است . S سوئیچ اصلی مبدل وS1 و S0 سوئیچ کمکی هستند.
شکل 1مبدل ترکیبی POEL باسه سلول SL بالابرندهa ‐ شکل کامل
b در طول دوره سوئیچینگ ،سوئیچ اصلی روشن TON و سوئیچ هاي کمکی خاموش
c در طول دوره سوئیچینگ، سوئیچ اصلی خاموش TOFF و سوئیچ هاي کمکی روشن
DCM d
2,1 تجزیه و تحلیل CCM
هنگامی که S روشن و S0 خاموش است.D بایاس معکوس است.١D ٢D ٣D ۴D ۵Dوصل ،. ١C ٢C ٣C و١L ٢L ٣L ۴L به
صورت موازي هستند. L4 L3 L2 L1 باهم برابراند (به عنوان
مثال=iL١= iL٢= iL٣= iL۴iL و L4= L3= L 2= L1=L ) هر چهار
سلف انرژي را از منبع جذب می کنند. در بعضی از مواقع L0 انرژي خود را از منبع و خازن C جذب می کند، همچنین ولتاژ C کاهش می یابد. هر دو جریان iL,iLO افزایش و C3 C2 C1 دشارژ می شوند.
وقتی S خاموش و S0 وS1روشن است. D5 D4 D3 D2 D1 بایاس معکوس هستند. C3 C2 C1 وL4 L3 L2 L1 به صورت سري هستند.
جریان iL از D عبور کرده و C شارژ می شود. C3 C2 C1 وL3 L2 L1
L4 انرژي ذخیره شده خود را به خازن C می دهند.گاهی اوقات جریان iLO از CO-R مدار پیروي می کند ودیود D همچنان وصل باقی می ماند. هردوجریان iL,iLO کاهش و C3 C2 C1 دشارژ می شود .و ولتاژ خازن C افزایش می یابد . هنگام که سوئیچ وصل است
L4 L3 L2 L1 که به موازات Vin هستند شارژ می شوند ، پس ١iL =٢= iL٣= iL۴iL افزایش می یابند. هنگام قطع سوئیچ ، آنها سري هستند و توسط –VC١+ VC٢+VC٣VCشارژ می شوند.
