11036

10167

كارشناسي ارشد

الكترونيك

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر

1394

هشت،108ص.: مصور

حسين فرزانه فرد

احسان اديب

اصغر غلامي، احمدرضا تابش

1394/12/11

مهندسي برق و كامپيوتر

ID10167

چكيده افزايش روزافزون مصرف انرژي در جهان آلودگيهاي زيستمحيطي ناشي از مصرف سوختهاي فسيلي مسئلهي گرم شدن زمين و ساير مشكالت مرتبط با سوختهاي فسيلي روند مصرف انرژي را به سمت استفاده از انرژيهاي تجديدپذير مانند انرژي خورشيد باد و هيدروژن سوق داده است در ساليان اخير استفاده از سلولهاي خورشيدي و پيلهاي سوختي براي توليد برق به عنوان منبع مستقل توليد انرژي و يا به صورت منبع مكمل در كنار منابع سنتي تأمين انرژي به طور چشمگيري رونق يافته است اما ايراد اساسي سلولهاي خورشيدي و پيلهاي سوختي سطح پايين ولتاژ خروجي آنهاست به طوري كه نميتوان يك اينورتر را مستقيما توسط آنها تغذيه نمود از اين رو براي افزايش قابل توجه سطح ولتاژ خروجي وجود يك مبدل DC DC بسيار افزاينده در چنين سيستمهايي ضروري است مبدلهاي بسيار افزاينده همچنين در منابع تغذيهي بدون وقفه خودروهاي الكتريكي هيبريد و المپهاي HID به كار رفته در چراغ جلوي خودروها كاربرد دارند مبدل بوست سادهترين ساختاري است كه ميتوان توسط آن سطح ولتاژ را افزايش داد اما استفاده از مبدل بوست در كاربردهاي بسيار افزاينده مشكالت فراواني را به همراه خواهد داشت به همين سبب پژوهشهاي گستردهاي براي بهبود مشكالت مبدل بوست و ارائهي ساختارهاي جديد براي استفاده در كاربردهاي بسيار افزاينده صورت پذيرفته است افزايش بهرهي ولتاژ بدون به كارگيري ضريب وظيفهي بزرگ براي كليدها كاهش استرس ولتاژ كليدها و ديودها كاهش استرس جريان المانها بهبود مشكل بازيابي معكوس ديودها كاهش تلفات كليدزني و تلفات هدايتي كاهش ريپل جريان ورودي كاهش تعداد المانهاي مورد استفاده در مدار و ارائهي ساختاري ساده از مهمترين اهداف پژوهش در زمينهي مبدلهاي DC DC بسيار افزاينده به شمار ميرود در اين پاياننامه پس از بررسي انواع ساختارهاي غيرايزولهي ارائه شده جهت استفاده در كاربردهاي بسيار افزاينده سه مبدل DC DC بسيار افزاينده بر پايهي ساختار درهمتنيده ارائه شده است بهرهي ولتاژ مبدلهاي پيشنهادي باال بوده و استرس ولتاژ كليدها كاهش يافته است به دليل استفاده از ساختار در همتنيده استرس جريان المانها و ريپل جريان ورودي كاهش پيدا كرده و چگالي توان افزايش يافته است ريپل جريان ورودي در مبدلهاي پيشنهادي به حداقل رسيده كه ميتواند موجب كاهش حجم فيلتر ورودي گردد عملكرد هر كدام از مبدلهاي پيشنهادي بررسي شده و تحليلهاي تئوري آنها نيز ارائه گرديده است ضمن بررسي عملكرد هر كدام از مبدلها توسط شبيهسازي نمونهي آزمايشگاهي هر كدام از آنها ساخته شده و صحت تحليلهاي حاصل از شبيهسازي توسط پيادهسازي عملي نشان داده شده است كلمات كليدي 4 مبدلهاي بسيار افزاينده 2 مبدلهاي درهمتنيده 9 سلفهاي تزويج شده 1 كلمپ غيرفعال

Analysis and improvement of interleaved high step up DC DC converters Mahmoud Fekri m fekri@ec iut ac ir January 10 2016 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Hosein Farzanehfard hosein@cc iut ac irAbstract Environmental pollutions due to burning fossil fuels global warming increasing demand for energy andother problems associated with fossil fuels have turned energy consumption trend toward exploiting renewablesources of energy like sun wind and hydrogen Utilizing solar cells and fuel cells for power generation eitheras an independent power source or as a complimentary source alongside other conventional energy sources has been developing dramatically in recent years But the voltage level produced by solar cells and fuel cellsis low and not enough to directly supply an inverter So using a high step up dc dc converter is indispensablein such systems Also high step up converters are widely used in uninterruptable power supplies hybridelectric vehicles and HID lamps used in automobile headlights Boost converter is the simplest structure used for increasing the voltage level But using boost converterin high gain applications would result in some serious problems So extensive research has been carried out toimprove the boost converter problems and develop novel topologies for high step up applications Increasingvoltage gain without using large duty cycles limiting voltage stress across switches and diodes decreasingcurrent stress of circuit elements alleviating reverse recovery problems of diodes decreasing switching andconduction losses input current ripple cancellation and developing simple structures with low device count areof the main objectives of research dealing with high step up dc dc converters In this thesis after analyzing different non isolated structures proposed for high gain applications threeinterleaved high step up dc dc converters are presented These converters possess high voltage conversion ratioand reduced voltage stress across switches Higher power density lower input current ripple and low currentstress of components are achieved via interleaved structure Input current ripple of the converters is minimized which could reduce the size of the input filter The performance of converters are analyzed and correspondingtheoretical analysis are provided In addition to simulation results a laboratory prototype of each converter isimplemented and the theoretical analysis is confirmed by the experimented results Key WordsHigh step up converters Interleaved converters Coupled inductors Passive clamp

حسين فرزانه فرد

احسان اديب

اصغر غلامي، احمدرضا تابش