بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله نتایج یک طراحی،مدل سازی ریاضی وشبیه سازی مبدل بوست DC-DC گین بالای 300 وات با یک سلف تزویج شده برای بالا بردن 24 ولت یک بانک باتری تا 311 ولت DC با هدف تامین بارهای خانگی با ولتاژ DC در یک سیستم PVمنفصل از شبکه را ارائه می کند.مبدل می تواند بیشتر بارهای خانگی ac که طبقه ورودی یک یکسوساز تکفاز است را تامین کند. تست های آزمایشگاهی با مبدل 300 وات که لامپ های الکترونیکی،شارژر موبایل و سیتم صوتی و تصویری AC را تامین میکند زیست پذیری ایده ارائه شده را نشان می دهد.
.1 مقدمه
نیاز به سیستم های الکتریکی منفصل از شبکه برای تامین بارهای روستایی مناطق دوردست آژانس های برق کشورها را به دایر کردن راهبرد هایی برای سیستم های انرژی الکتریکی واسط مانند سیستم های PV و باد سوق می دهد.در آن جهت انرژی الکتریکی تامین شده با واحدهای تولید انرژی الکتریکی باید یک شکل موج ولتاژ خروجی سینوسی با دامنه و فرکانس مناسب با شبکه توزیع برق داشته باشند.این مقاله طراحی،مدل سازی ریاضی،شبیه سازی و اجرای آزمایشگاهی مبدل بوست DC-DCسلف تزویج شده بهره بالا،برای بالا بردن 24 ولت یک بانک باتری تا 311 ولتDC ،به عنوان بخشی از یک سیستم PV منفصل از شبکه مناسب برای مناطق دور افتاده که هزینه توسعه شبکه سراسری برق گران است ارائه می کند.مبدل می تواند بیشتر بارهای AC خانگی که طبقه ورودی یک یکسوساز تکفاز است را تامین کند.
شکل 1 سیستم PV ارائه شده را نشان می دهد،مبدل بوست DC-DC بهره بالای مشخص شده با دایره خط چین در این مقاله بحث شده است.
.2 انتخاب توپولوژی مبدل بوست
با توجه به قیمت برق تولید شده از تبدیل PV،جستجو برای مبدل های کارآمد اجباریست.در رابطه با بازده مبدل های DC-DC،انواع غیر ایزوله نسبت به انواع ایزوله شده کارآمدترند.مطالب در مورد مبدل های DC-DC ایزوله نشده برخی توپولوژی ها ازقبیل این موارد را ارائه می کنند:بوست کلاسیک،بوست اصلاح شده،بوست توان بالا،بوست جایگذاری شده،بوست جایگذاری شده بهره بالا و مبدل بوست کلاسیک.
شکل -1بلوک دیاگرام تمام سیستم - PVمبدل بوست برجسته شده است -
در شکل 1 می تواند دیده شود که مبدل بوست بحث شده - در دایره خط چین - به یک بهره استاتیک 13 نیازدارد.برای این سطح بهره ،مبدلهای کلاسیک مناسب نیستند، بخاطر این واقعیت که سوئیچهای قدرت با جریان ورودی بالا و ولتاژ خروجی بالا کار میکنند.نظر به پیاده سازی و بازده عملی ،این نامطلوب است.
از طرف دیگر توپولوژیهای بهره بالای ایزوله نشده برای این نوع کاربرد با استفاده از سلفها و سوئیچهای مشترک مناسب هستند.شکل 2 برخی از توپولوژی های غیر ایزوله بهره بالا را ارائه میکند.
شکل -2توپولوژی های گین بالا،غیر ایزوله و اصلاح شده
با مقایسه توپولوژی های ارائه شده در شکل 2 می تواند مشاهده شود که توپولوژی های ج و د دو سوئیچ ،در حالی که الف و ب تنها به کار می برند.بنابراین،تا آنجا که بازده اهمیت دارد،توپولوژی های الف و ب برای کاربرد بیشتر مناسب هستند.با نگاه کردن به پلاریته دو توپولوژی میتواند نتیجه گرفته شود که توپولوژی ب یک توپولوژی پلاریته معکوس است که پیاده سازی عملی مدار کنترلی را سخت میکند.بنابراین بوست بهره بالا با توپولوژی سلف تزویج شده انتخاب شده است.
الف-مدار اصلی توپولوژی بوست بهره بالای DC-DC با یک سلف تزویج شده
شکل 3 توپولوژی اصلی بر اساس آن توپولوژی که در شکل 2 الف ارائه شد را ارائه می دهد.
شکل -3مبدل بوست گین بالا با مدار Clamp
تفاوت بین توپولوژی های شکل 2 الف و شکل 3 مدار جلوگیری کننده - - snubber برای کم کردن فراولتاژهای احتمالی به خاطر تزویج غیر ایده آل بین سلف های L1 و L2 است.
.3 طبقه های عملیاتی توپولوژی بوست بهره بالای DC-DC با سلف های تزویج شده
شکل 4 مدارهای کامل و ساده شده برای مبدل را ارائه میکند.نسخه ساده شده که در شکل 4 ب ارائه شده است برای انجام آنالیز مبدل استفاده شده است.
شکل -4الف.مدار کامل مبدل پیشنهادی؛ب.مدار ساده شده مبدل پیشنهادی
اصل عملیاتی مبدل بوست بهره بالا در طبقات در شکل 5 نشان داده شده است.
شکل -5مراحل عملیاتی
مهم است که اشاره شود که آنالیزهای ارائه شده با توجه به مد اتصال پیوسته عملیات انجام شده اند.در این مورد به خاطر سلف های تزویج شده تغییر جریان ناگهانی در هر سلف مادامی که انرژی ذخیره شده هنوز پیوسته است شاید رخ دهد.این واقعیت تغییرات جریان ناگهانی در شکل موجهای IL1 و IL2 را توضیح میدهد.
