Bộ Chuyển Đổi DC-DC Tăng Áp Mới Dựa Trên Cấu Hình Chuyển Tụ với Độ Lợi Điện Áp Cao
Email tác giả liên hệ:
tridd@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2025.1640Từ khóa:
Cấu hình DC-DC tăng áp, Không cách ly, Độ lợi điện áp, Chuyển mạch trên tụ, Hệ thống PVTóm tắt
Bài báo này trình bày một cấu hình DC-DC tăng áp có khả năng cung cấp một điện áp đầu ra DC cao dựa trên kỹ thuật chuyển tụ SC (Switch Capacitor - SC), được gọi là cấu hình tăng áp dựa trên kỹ thuật chuyển tụ (SCBC). Cấu hình SCBC được xây dựng trên nền tảng cấu hình DC-DC tăng áp truyền thống, kết hợp thêm năm tụ điện và năm diode để nâng cao độ lợi. Cấu hình nghiên cứu sẽ tạo điện áp đầu ra cao hơn mà không cần điều khiển khóa công suất với hệ số công tác D (Duty cycle - D) có giá trị lớn, điểm nổi bật ở cấu hình này là có thể tăng độ lợi lên ba lần so với bộ DC-DC tăng áp truyền thống. Để kiểm chứng cơ sở lý thuyết được trình bày trong bài báo về chế độ hoạt động của mạch ở chế độ dẫn dòng liên tục CCM (Continuous Current Mode - CCM) cùng với các phép tính toán, các kết quả mô phỏng và thực nghiệm được thực hiện với sự hỗ trợ của phần mềm PSIM và mô hình thực nghiệm có điện áp đầu vào 29.3-V và điện áp đầu ra 178-V được thực hiện tại phòng thí nghiệm. Mô hình tín hiệu nhỏ của cấu hình nghiên cứu đã được xem xét và phân tích trong bài báo này, đồng thời thiết kế tín hiệu điều khiển PI cũng được xây dựng.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
X. Guo, S. Lou, Y. Wu, and Y. Wang, “Low-carbon Operation of Combined Heat and Power Integrated Plants Based on Solar-assisted Carbon Capture,” Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, vol. 10, no. 5, 2022. DOI: https://doi.org/10.35833/MPCE.2021.000046
Columbia Center for Childrens Environmental Health, Department of Environmental Health Sciences, Mailman School of Public Health, Columbia University, “Pollution from Fossil-Fuel Combustion is the Leading Environmental Threat to Global Pediatric Health and Equity: Solutions Exist”, J. Environ. Res. Public Health, 2017, doi: 10.3390/ijerph15010016. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph15010016
B. M. Hasaneen and A. A. E. Mohammed, "Design and simulation of DC/DC boost converter," 2008 12th International Middle-East Power System Conference, Aswan, Egypt, 2008, pp. 335-340 DOI: https://doi.org/10.1109/MEPCON.2008.4562340
C. Yao, X. Ruan, and X. Wang, “Automatic mode-shifting control strategy with input voltage feed-forward for full-bridge-boost dc–dc converter suitable for wide input voltage range,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 3, pp. 1668–1682, Mar. 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2014.2317795
C. Yao, X. Ruan, X. Wang, and C. K. Tse, “Isolated Buck-Boost DC/DC Converters Suitable for Wide Input-Voltage Range”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 9, pp. 2599-2613, 2011 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2011.2112672
F. Zhang, L. Xiao, and Y. Yan, "Bi-directional forward-flyback DC-DC converter," 2004 IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference (IEEE Cat. No.04CH37551), Aachen, Germany, 2004, vol. 5, pp. 4058-4061.
Y. P. Hsieh, J. F. Chen, L. S. Yang, C. Y. Wu, and W. S. Liu,” High-conversion-raito bidirectional DC/DC converter with couple inductor”, IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 60, no.4, pp. 1503-1511, Apr. 2013.
R. J. Wai, R. Y. Duan, and K. H. Jheng, “High-efficiency bidirectional dc–dc converter with high-voltage gain,” IET Power Electron., vol. 5, no. 2, pp. 173–184, Feb. 2012. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-pel.2011.0194
K. Kuwabara and E. Miyachika, “Switched - Capacitor DC-DC converters,” Proc. IEEE Int. Telecommu. Energy Conf., 1988, INTELEC '88，San Diego, USA, Nov. 1988, pp. 213-218 DOI: https://doi.org/10.1109/INTLEC.1988.22352
A. Ioinovici, “Switched-capacitor Power Electronics Circuits,” IEEE Circuits Syst. Mag., vol. 1, 3rd Quarter, 2001, pp. 37-42 DOI: https://doi.org/10.1109/7384.963467
Y. Hu and A. Ioinovici, "Simple switched-capacitor-boost converter with large DC gain and low voltage stress on switches," 2015 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), Lisbon, Portugal, 2015, pp. 2101-2104 DOI: https://doi.org/10.1109/ISCAS.2015.7169093
A. Janabi and B. Wang, "Switched-Capacitor Voltage Boost Converter for Electric and Hybrid Electric Vehicle Drives," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 6, pp. 5615-5624, June 2020 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2019.2949574
G. Wu, X. Ruan, and Z. Ye, “Nonisolated high step-up DC–DC converters adopting switched-capacitor cell,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 62, no. 1, pp. 383–393, Jan. 2015. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2014.2327000
D. V. Bui, H. Cha, and C. V. Nguyen, “Asymmetrical PWM Scheme Eliminating Duty Cycle Limitation in Input-Parallel Output-Series DC-DC Converter,” Transactions on Power Electronics, vol. 37, no. 3, pp. 2485 - 2490, 2022 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2021.3113732
Y. Tang, T. Wang, and Y. He, "A Switched-Capacitor-Based Active-Network Converter With High Voltage Gain," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 6, pp. 2959-2968, June 2014 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2013.2272639
M. K. Nguyen, T. D. Duong, and Y. C. Lim, "Switched-Capacitor-Based Dual-Switch High-Boost DC–DC Converter”, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 33, no. 5, pp. 4181-4189, May 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2017.2719040
B. W. Zhu and M. H. Vilathgamuwa " Single Switch High Step-up Boost Converter Based on a Novel Voltage Multiplier, " IET Power Electronics, 2019, doi: 10.1049/iet-pel.2019.0567. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-pel.2019.0567
Y. Zhang, L. Zhou, M. Sumner, and P. Wang, "Single-Switch, Wide Voltage-Gain Range, Boost DC–DC Converter for Fuel Cell Vehicles," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 67, no. 1, pp. 134-145, Jan. 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/TVT.2017.2772087
J. C. R. Caro, J. M. Ramirez, F. Z. Peng, and A. Valderrabano, “A DC–DC multilevel boost converter,” IET Power Electron., no. 3, pp. 129–137, 2010. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-pel.2008.0253
J. C. R. Caro, J. M. Ramirez, and P. M. G. Vite, "Novel DC-DC Multilevel Boost Converter," 2008 IEEE Power Electronics Specialists Conference, Rhodes, Greece, 2008, pp. 2146-2151, DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592260
M. E. Ahmed, M. Mousa, and M. Orabi, “Development of High Gain and Efficiency Photovoltaic System Using Multilevel Boost Converter Topology,” 2010 The 2nd International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems, 2012, pp. 898-903, doi: 10.1109/PEDG.2010.5545756. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDG.2010.5545756
N. T. P. Ha and H. T. Hoang, “Automatic Control Theory”, (in Vietnamese), Ho Chi Minh City National University Publishing House, 2005.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2025 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
