اسدي مديسه، نسرين

عنوان

مبدل DC-DC دوجهته غيرايزوله كليدزني نرم جديد بدون استفاده از كليد كمكي

مقطع تحصيلي

دكتري

گرايش تحصيلي

الكترونيك

محل تحصيل

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

سال دفاع

1404

صفحه شمار

ده، 143 ص.: مصور

توصيفگر ها

مبدل‌هاي DC-DC دوجهته , كليد‌زني نرم , سلف‌هاي تزويج‌شده , نسبت تبديل ولتاژ زياد

تاريخ ورود اطلاعات

1405/02/13

كتابنامه

رشته تحصيلي

برق

دانشكده

مهندسي برق و كامپيوتر

تاريخ ويرايش اطلاعات

1405/02/15

كد ايرانداك

23206796

چكيده فارسي

چكيده در سال‌هاي اخير، به منظور كاهش بحران انرژي و آلودگي محيط زيست، استفاده از منابع انرژي تجديدپذير گسترش يافته است. اين سيستم‌ها معمولاً به دستگاه‌هاي ذخيره‌ساز انرژي و مبدل‌هاي DC-DC دوجهته نياز دارند. مبدل‌هاي دوجهته به عنوان واسط بين باس DC و دستگاه‌هاي ذخيره‌ساز انرژي عمل مي‌كنند و وظيفه مديريت توان، تأمين سطح ولتاژ مورد نياز، و حفظ سلامت المان‌هاي ذخيره‌ساز را از طريق كنترل جريان شارژ و دشارژ بر عهده دارند. علاوه‌براين، اين مبدل‌ها با نسبت تبديل ولتاژ زياد، اختلاف ولتاژ بين سيستم ذخيره‌ساز و باس DC را تطبيق مي‌دهند. در مواردي كه ايزولاسيون و نسبت تبديل ولتاژ زياد مورد نياز نباشد، مبدل‌هاي دوجهته نوع غيرايزوله به دليل سادگي ساختار، هزينه و وزن كم و بازده زيادتر، كاربرد گسترده‌تري دارند. علاوه براين، به منظور كاهش ابعاد و وزن اين مبدل‌ها و افزايش فركانس كليدزني، از روش‌هاي كليدزني نرم به‌طور گسترده استفاده مي‌شود. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬هدف اصلي اين رساله، بررسي و تحليل مبدل‌هاي DC-DC دوجهته غيرايزوله با قابليت كليدزني نرم و توانايي افزايش/ كاهش نسبت تبديل ولتاژ در دو جهت عملكرد مي‌باشد. بنابراين، در اين رساله ابتدا به بررسي نقاط قوت و ضعف انواع مبدل‌هاي دو جهته غيرايزوله ارائه شده، پرداخته مي‌شود. در هر يك از اين مبدل‌ها روش‌هاي كليدزني نرم و روش‌هاي مختلف افزايش نسبت تبديل ولتاژ، مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند. سپس، در راستاي تحقق اهداف اين پژوهش، سه ساختار پيشنهادي طراحي و مورد بررسي قرار گرفته‌اند. در مبدل پيشنهادي اول، يك ﻣﺒﺪﻝ DC-DC ﺩﻭﺟﻬﺘﻪ نوع غيرايزوله باك/ بوست با امكان كليدزني‬ ‫نرم ارائه شده است. در اين مبدل، شرايط كليدزني نرم بدون نياز به كليد يا هسته مغناطيسي اضافي فراهم گرديده و در تمامي شرايط بار و در هر دو جهت انتقال توان، كليدزني نرم براي تمامي المان‌هاي مبدل فراهم شده است. در ساختار پيشنهادي دوم، با استفاده از حداقل تعداد كليد، شرايط كليدزني نرم براي تمامي المان‌ها فراهم شده و نسبت تبديل ولتاژ نيز با استفاده از روش سلف‌هاي تزويج‌شده در هر دو حالت عملكرد، افزايش يافته است. در مبدل پيشنهادي سوم، ضمن حفظ مزاياي مبدل پيشنهادي اول، عملكرد بهينه‌تري از نظر نسبت تبديل ولتاژ ارائه شده است. علاوه‌براين، در اين مبدل با جذب انرژي ذخيره‌شده ناشي از سلف‌هاي تزويج‌شده، ساختار بهينه‌تري نسبت به مبدل پيشنهادي دوم ارائه مي‌شود و از افزايش تنش ولتاژ كليدها جلوگيري شده است. در هر سه ساختار پيشنهادي، از حداقل تعداد المان‌ها به‌منظور كاهش حجم، هزينه و افزايش بازده استفاده شده است. به‌منظور ارزيابي صحت تحليل‌هاي تئوري، نمونه‌هاي آزمايشگاهي از هر سه ساختار پياده‌سازي گرديده است كه عملكرد مؤثر كليدزني نرم را با بازدهي حدود 97٪ براي هر سه مبدل نشان مي‌دهند. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ كلمات كليدي: مبدل‌هاي DC-DC دوجهته ، كليد‌زني نرم، سلف‌هاي تزويج‌شده، نسبت تبديل ولتاژ زياد

چكيده انگليسي

Abstract Nowadays, the development of renewable energy sources has expan‎ded to reduce the energy crisis an‎d environmental pollution. These systems require energy storage devices an‎d bidirectional DC-DC converters. Bidirectional converters act as an interface between the DC bus an‎d the energy storage devices. They manage power flow, regulate voltage levels, an‎d protect the health of storage elements by controlling charge an‎d discharge currents. Moreover, these converters compensate for the voltage difference between the storage system an‎d the DC bus through a high voltage conversion ratio. In applications where isolation an‎d extremely high voltage gain are not required, non-isolated bidirectional converters are widely utilized due to their simple structure, low cost, reduced weight, an‎d higher efficiency. Moreover, soft-switching techniques are extensively employed to reduce the size an‎d weight of these converters an‎d to increase the switching frequency. In this dissertation, various non-isolated bidirectional DC-DC converters featuring soft-switching capabilities an‎d high step-up/step-down voltage conversion ratios are investigated. Then, three novel non-isolated bidirectional DC-DC converters are introduced. In the first topology, a new soft-switching non-isolated bidirectional DC-DC converter is introduced without any extra auxiliary switch. To achieve a high voltage conversion ratio, the second topology is introduced, employing the coupled inductors method. It is shown that a decrease in voltage level an‎d an increase in current level in the second converter lead to additional voltage stress on the switches. Finally, to meet the requirements of higher power applications, the integration of coupled inductors an‎d switched capacitors is employed in the third topology. To verify the effectiveness of the proposed ideas an‎d theoretical analysis, the three proposed converters are implemented an‎d tested in a laboratory. Key words Bidirectional DC-DC converters, Soft-switching conditions, Coupled inductors, High step-up/step-down voltage conversion ratios.

استاد راهنما

احسان اديب

استاد مشاور

حسين فرزانه فرد

استاد داور

امين مشكات , حميدرضا كارشناس

لينک به اين مدرک

https://library.iut.ac.ir/dl/search/default.aspx?Term=21018&Field=0&DTC=107