دوره 20، شماره 4 - ( مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران - جلد 20 شماره 4 1402 )
جلد 20 شماره 4 صفحات 13-1 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Rouin H, Varesi K. An Improved Two-Stage Inverter with High Voltage Boosting Capability and Continuous Input Current Feasible for Low-Power Solar Applications. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2023; 20 (4) :1-13
URL: http://jiaeee.com/article-1-1504-fa.html
URL: http://jiaeee.com/article-1-1504-fa.html
روئین حامد، وارثی کاظم. ارائه ساختار بهبودیافته برای اینورتر دو طبقه با قابلیت افزایندگی بالا و جریان ورودی پیوسته مناسب برای سیستم‌های خورشیدی توان پایین. نشریه مهندسی برق و الکترونیک ایران. 1402; 20 (4) :1-13
دانشکده مهندسی برق- دانشگاه صنعتی سهند
چکیده: (1900 مشاهده)
در این مقاله، ساختار بهبودیافته‌ای برای اینورترهای دو طبقه پیشنهاد می‌شود که ازقابلیت افزایندگی ولتاژ بالا بدون استفاده از ترانسفورماتور بهره می‌برد. ساختار پیشنهادی از دو بخش اصلی شامل یک مبدل dc-dc بهبودیافته و نیز یک پل H تشکیل شده است. استفاده از تنها یک کلید در بخش ورودی، نه تنها موجب کاهش هزینه و ابعاد مبدل می‌گردد بلکه کمینه شدن تعداد حالات کاری (تنها دو حالت کاری) مبدل dc-dc پیشنهادی و در نتیجه ساده‌تر شدن کنترل آن را نیز در پی دارد. وجود نقطه زمین مشترک در بخش ورودی، قابلیتی است که می‌تواند حذف جریان نشتی ناشی از سلول‌های خورشیدی در کاربردهای فتوولتائیک را به همراه داشته باشد. با توجه به پیوستگی جریان ورودی و نیز قابلیت افزایندگی بالای ولتاژ در ساختار پیشنهادی، امکان ردیابی نقطه بیشینه توان در کاربرد سلول‌های خورشیدی نیز فراهم خواهد بود. امکان کنترل مقدار مؤثر ولتاژ خروجی ساختار پیشنهادی نیز از طریق کنترل دوره کاری کلید بخش ورودی میسر خواهد بود. در این مقاله، ساختار پیشنهادی معرفی شده و توضیحات تکمیلی درباره حالات کاری مختلف آن به همراه محاسبات مربوط به تحلیل تلفات و بازده ارائه می‌شود. همچنین مقایسه‌ای بین ساختار پیشنهادی و تعدادی از ساختارهای موجود ارائه می‌شود. برای اثبات عملکرد صحیح مبدل پیشنهادی و همچنین درستی محاسبات تئوری، نتایج شبیه‌سازی در محیط نرم‌افزار PSCAD ارائه شده است.
واژه‌های کلیدی: مبدل dc-dc افزاینده، اینورتر دو طبقه، نقطه زمین مشترک، جریان ورودی پیوسته، ردیابی نقطه بیشینه توان
چکیده مبسوط [PDF 367 KB] (58 دریافت)
فهرست منابع
1. 1] بنایی، م.، اژدرفائقی بناب، ح.، 1396. ارائه یک مبدل غیر ایزوله DC-DC با ضریب افزایندگی بالا برای کاربرد در انرژی خورشیدی. مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی), [online] 7(1 ), pp.14-29. Available: https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=314402.
2. [2] حیدری, خ. کیا, صالحی و میلاد (2020). "ارائه یک مبدل DC-DC جدید غیرایزوله با بهره ولتاژ بالا براساس ساختار SEPIC برای کاربردهای انرژی‌های تجدیدپذیر." مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز 50(1): 87-99.
3. [3] Varesi, Kazem, Naser Hassanpour, and Saeid Saeidabadi. "Novel high step‐up DC-DC converter with increased voltage gain per devices and continuous input current suitable for DC microgrid applications." International Journal of Circuit Theory and Applications 48, no. 10 (2020): 1820-1837.
4. [4] Varesi, Kazem, and Mahdi Ghorbani. "A generalized common‐ground single‐switch continuous input‐current boost converter favourable for DC microgrids." International Journal of Circuit Theory and Applications 48, no. 10 (2020): 1658-1675.
5. [5] Kazimierczuk, Marian K. Pulse-width modulated DC-DC power converters. John Wiley & Sons, 2015.
6. [6] Varesi, Kazem, and Amir Ghorbani Esfahlan. "An Enhanced-Gain Quadratic-Boost DC-DC Configuration." In 2020 28th Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), pp. 1-5. IEEE, 2020.
7. [7] Esfahlan, Amir Ghorbani, Kazem Varesi, and Hossein Madadi Kojabadi. "Simulation and Experimental Validation of An Improved High Step-Up Boost Converter Suitable for Smart Micro-Grids." In 2021 11th Smart Grid Conference (SGC), pp. 1-6. IEEE, 2021.
8. [8] Esfahlan, Amir Ghorbani, and Kazem Varesi. "A New High Step-Up DC-DC Converter Based on Impedance Network." In 2021 12th Power Electronics, Drive Systems, and Technologies Conference (PEDSTC), pp. 1-5. IEEE, 2021.
9. [9] Axelrod, B., Y. Berkovich and A. Ioinovici (2005). "A cascade boost-switched-capacitor-converter-two level inverter with an optimized multilevel output waveform." IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers 52(12): 2763-2770.
10. [10] Chan, M. S. and K. Chau (2007). "A new switched-capacitor boost-multilevel inverter using partial charging." IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs 54(12): 1145-1149.
11. [11] Ahmed, M. E.-S., M. Orabi and O. M. AbdelRahim (2013). "Two-stage micro-grid inverter with high-voltage gain for photovoltaic applications." IET Power Electronics 6(9): 1812-1821.
12. [12] Chang, Y.-H. (2010). "Design and analysis of multistage multiphase switched-capacitor boost DC-AC inverter." IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers 58(1): 205-218.
13. [13] Nguyen, M.-K., T.-D. Duong and Y.-C. Lim (2017). "Switched-capacitor-based dual-switch high-boost DC-DC converter." IEEE Transactions on Power Electronics 33(5): 4181-4189.
14. [14] Lee, S. S. (2018). "A single-phase single-source 7-level inverter with triple voltage boosting gain." IEEE Access 6: 30005-30011.
15. [15] Lee, S. S., Y. Yang, Y. P. Siwakoti and K.-B. Lee (2020). "A novel boost cascaded multilevel inverter." IEEE Transactions on Industrial Electronics 68(9): 8072-8080.
16. [16] Banaei, M. R., H. Ardi, R. Alizadeh and A. Farakhor (2014). "Non-isolated multi-input-single-output DC/DC converter for photovoltaic power generation systems." IET Power Electronics 7(11): 2806-2816.
17. [17] Uthirasamy, R., U. S. Ragupathy and V. K. Chinnaiyan (2015). "Structure of boost DC-link cascaded multilevel inverter for uninterrupted power supply applications." IET Power Electronics 8(11): 2085-2096.
18. [18] Yang, F., H. Ge, J. Yang and H. Wu (2018). "Dual-input grid-connected photovoltaic inverter with two integrated DC-DC converters and reduced conversion stages." IEEE Transactions on Energy Conversion 34(1): 292-301.
19. [19] Babu, S. M. and B. L. Narasimharaju (2020). "Single-phase boost DC-link integrated cascaded multilevel inverter for PV applications." IET Power Electronics 13(10): 2086-2095.
20. [20] Zhu, T., L. Zhang, R. Gao and L. Qu (2017). "A semi-two-stage dual-buck transformerless PV grid-tied inverter. " 2017 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), IEEE.
21. [21] Abramovitz, A., B. Zhao and K. M. Smedley (2015). "High-gain single-stage boosting inverter for photovoltaic applications." IEEE Transactions on Power Electronics 31(5): 3550-3558.
22. [22] Wu, J.-C., H.-L. Jou and Y.-L. Chen (2017). "A grid-tied power conversion interface with a five-level inverter." IET Power Electronics 10(13): 1721-1728.
23. [23] Mu, T., L. Zhu, H. Wu and W. Jiang (2016). "A semi-two-stage DC-AC power conversion system with improved efficiency based on a dual-input inverter. " 2016 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), IEEE.
24. [24] Zhang, L., T. Zhang, Y. Hao and B. Wang (2019). "Two-stage dual-buck grid-tied inverters with efficiency enhancement. " 2019 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), IEEE.
25. [25] Banaei, M., A. Dehghanzadeh, E. Salary, H. Khounjahan and R. Alizadeh (2012). "Z-source-based multilevel inverter with reduction of switches." IET power electronics 5(3): 385-392.
26. [26] Ardi, H., A. Ajami and M. Sabahi (2017). "A novel high step-up DC-DC converter with continuous input current integrating coupled inductor for renewable energy applications." IEEE transactions on industrial electronics 65(2): 1306-1315.
27. [27] Ajami, A., H. Ardi and A. Farakhor (2014). "Design, analysis and implementation of a buck-boost DC/DC converter." IET Power Electronics 7(12): 2902-2913.
28. [28] Ardi, H., R. R. Ahrabi and S. N. Ravadanegh (2014). "Non-isolated bidirectional DC-DC converter analysis and implementation." IET Power Electronics 7(12): 3033-3044.
29. [29] Ardi, H., A. Ajami, F. Kardan and S. N. Avilagh (2016). "Analysis and implementation of a nonisolated bidirectional DC-DC converter with high voltage gain." IEEE Transactions on Industrial Electronics 63(8): 4878-4888.
30. [30] ESLAMI M, SIADATAN A, JAVANI G R. "Design and Simulation of a DC-DC Converter Interleaved by Using Soft Switching Techniques as an Interface Circuit in Renewable Energy Sources." Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2022; 19 (2) :149-158
31. [31] Mirzaei A, Rezvanyvardom M, Heydari S. Analysis, Design and Implementation of a Non-Isolated Soft Switched Quasi Z-Source DC-DC Converter with High Voltage Gain. Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2019; 16 (3) :13-24
32. [32] Ajami, A., H. Ardi and A. Farakhor (2014). "Design, analysis and implementation of a buck-boost DC/DC converter." IET Power Electronics 7(12): 2902-2913.
33. [33] Tang, Y., D. Fu, T. Wang and Z. Xu (2014). "Hybrid switched-inductor converters for high step-up conversion." IEEE Transactions on Industrial Electronics 62(3): 1480-1490.
34. [34] V. F. Pires, A. Cordeiro, D. Foito, and J. F. Silva, "High step-up DC-DC converter for fuel cell vehicles based on merged quadratic boost-Ćuk," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 68, no. 8, pp. 7521-7530, 2019.
35. [35] Faeghi bonab H, Banaei M, Ravadanegh S. "Analysis of New Transformerless dc-dc Converter with High Voltage Gain. " Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers 2019; 16 (1) :133-146
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY NC 4.0) قابل بازنشر است. |
