طراحي و شبيه سازي يك مبدل DC-DC موازي در هم تنيده افزاينده با كليدزني نرم براي بكارگيري بعنوان مدار واسط در منابع انرژي تجديد پذير

Design and Simulation of a DC-DC Converter Interleaved By Using Soft Switching Techniques as an Interface Circuit in Renewable Energy Sources

در اين مقاله يك مبدل DC-DC موازي در هم تنيده افزاينده غير ايزوله CCM جديد پيشنهاد شده است كه از يك مدار كمكي براي ايجاد شرايط كليد زني نرم بهره مي برد. در مبدل پيشنهادي تنها از يك مدار كمكي براي ايجاد شرايط كليد زني نرم براي هر دو مسير موازي در هم تنيده كه وظيفه انتقال توان از ورودي به خروجي مبدل را برعهده دارند استفاده شده است. از سوي ديگر، مدار كمكي مورد استفاده در اين مبدل هيچ كليدي را به ساختار پايه مبدل اضافه نكرده و تنها از طريق يك مسير رزونانسي شرايط كليدزني نرم را براي تمام عناصر كليد شونده فراهم مي كند. از آنجاييكه مدار كمكي طراحي شده در مسير انتقال توان از ورودي به خروجي قرار ندارد، پس تاثيري در ميزان تلفات هدايتي و اهمي مبدل اصلي نداشته و در راندمان مبدل تغييري ايجاد نمي كند. همچنين استفاده از يك مدار رزونانسي سبب افزايش بهره ولتاژ مبدل پيشنهادي در مقايسه با ساختار مبدل بوست پايه گرديده است. بدليل استفاده از ساختار موازي در هم تنيده استرس جريان روي سوئيچها در مبدل پيشنهادي كم مي باشد. اين مبدل داراي ساختار مداري و عملكرد بسيار ساده در مقايسه با ساختارهاي مشابه است. همچنين روش كنترلي مبدل نيز ساده بوده و از مدوالسيون پهناي پالس (PWM) براي فرمان دادن به كليد استفاده شده است. با توجه به بكارگيري تكنيك سوئيچينگ نرم، فركانس كليدزني مبدل افزايش يافته كه اين امر موجب كاهش اندازه و حجم كلي مبدل، بخصوص عناصر پسيو موجود در ساختار، تلفات سوئيچينگ و هدايتي و نيز افزايش بازده مبدل در مقايسه با ساختارهاي مشابه گرديده است. همچنين مبدل پيشنهادي با ولتاژ ورودي 48 ولت، ولتاژ خروجي 155 ولت با فركانس كليد زني 100 كيلوهرتز در توان 900 وات در نرم افزار PSPICE شبيه سازي گرديد. نتايج حاصل از شبيه سازي و تحليل تئوري و محاسباتي عملكرد مبدل را تاييد مي كنند.

In this paper, a new Countinous Current Mode (CCM) nonisolated DC-DC interleaved converter is proposed that uses an auxiliary circuit to create soft switching conditions. The auxiliary circuit used in this converter has no switch and provides soft switching conditions for all switching elements from only one resonance path. Also, the designed auxiliary circuit is not located in the power transmission path from input to output. Due to the use of interleaved structure, the current stress on the switches in the proposed converter is low. This converter has a very simple structure and operation compared to similar structures. The converter control method is also simple and pulse width modulation (PWM) is used to command the switch. Due to soft switching technique, the switching frequency of the converter has increased, this way leads reduced the size and overall volume of the converter, especially the passive elements in the structure, switching and conduction losses and also increased the efficiency of the converter compared to similar structures. Also, the proposed converter with 48V input voltage, 155V output voltage with 100 kHz switching frequency at 900 watts was simulated in PSPICE software. The results of simulation and theoretical and computational analysis confirm the performance of the converter.