عنوان

تحلیل و شبیه‌سازی یک مبدل DC-DC افزاینده با بهره‌گیری از سلف تزویج‌شده جهت کاربرد در سیستم‌های فوتوولتائیک

Number

پ۲۹۱۵۶

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل و شبیه‌سازی یک مبدل DC-DC افزاینده با بهره‌گیری از سلف تزویج‌شده جهت کاربرد در سیستم‌های فوتوولتائیک

First Statement of Responsibility

کامران کریمی

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۲

Specific Material Designation and Extent of Item

۸۲ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق-قدرت

Date of degree

۱۴۰۲/۰۶/۱۸

Text of Note

منابع انرژی همواره جزء بزرگ‌ترین چالش‌ها در سراسر جهان هستند. همچنین سیر نزولی سوخت‌های فسیلی سبب شده است که محققان به دنبال جایگزینی مناسب برای این‌گونه منابع باشند. در این زمینه می‌توان استفاده از سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر نظیر پیل سوختی، توربین بادی و سلول‌های فوتوولتائیک را نام برد. مسئله مهمی که در این زمینه مطرح است، ارائه بهره ولتاژ پایین این سیستم‌های انرژی است. درنتیجه، مبدل‌هایی موردنیاز هستند که به‌صورت یک واسط بین این سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و بار خروجی ایفای نقش کنند، به‌صورتی که ولتاژ پایین ورودی را به ولتاژ بالای موردنیاز خروجی تبدیل کنند. در این راستا، شرایطی ازجمله رسیدن به توان مطلوب، بهره ولتاژ خروجی بالا، تعداد المان کم و بازدهی بالا اساس کار این‌گونه تحقیقات است. در این پایان‌نامه یک مبدل DC-DC افزاینده با بهره‌گیری از سلف تزویج‌شده دو سیم‌پیچه ارائه خواهد شد. همچنین حضور سلف تزویج‌شده و سلول خازن کلیدزنی شده در این ساختار سبب شده است مبدل پیشنهادی بهره ولتاژ بالایی را ارائه دهد. در این ساختار، به دلیل اعمال شرایط شبه‌تشدیدی مدار توسط اندوکتانس نشتی سلف تزویج‌شده و خازن‌های موجود، شرایط کلیدزنی نرم برقرار است. به عبارتی کلید قدرت اصلی تحت شرایط جریان صفر (ZCS) خاموش شده و دیودهای سلول خازن کلیدشونده تحت شرایط ZCS روشن و خاموش می‌شوند. درنتیجه مشکل تلفات بازیابی معکوس دیودهای آن تا حدودی رفع می‌شود. این ویژگی‌ها سبب کاهش تلفات کلیدزنی و درنتیجه آن، افزایش بازدهی مبدل می‌شود. همچنین جریان شبه‌سینوسی برخی از عناصر نیمه‌هادی سبب کاهش تلفات هدایتی مبدل پیشنهادی می‌شود. به‌علاوه حضور تعداد المان کم در این ساختار موجب کاهش هزینه ساخت می‌شود. در این پایان‌نامه، اصول عملکرد و تحلیل حالت دائمی مبدل پیشنهادی ارائه می‌گردد. به‌علاوه اصول طراحی و بازدهی مبدل موردبررسی قرار می‌گیرد. همچنین مقایسه‌ای کلی بین مبدل پیشنهادی با سایر مبدل‌های ارائه‌شده در این زمینه انجام می‌گیرد. سپس مبدل فوق افزاینده پیشنهادی، کنترل‌کننده MPPT و مدار معادل پانل خورشیدی با استفاده از نرم‌افزار PSCAD شبیه‌سازی می‌شود و نتایج آن موردبررسی قرار می‌گیرد. در نهایت نتایج نمونه اولیه آزمایشگاهی جهت اثبات صحت عمل‌کرد مبدل پیشنهادی مورد بررسی قرار می‌گیرد.

Text of Note

Energy resources has always been one of the biggest challenges all over the world. Also, the decline of fossil fuels has caused researchers to look for suitable alternatives for such sources. In this context, we can mention the use of renewable energy systems such as fuel cells, wind turbines and photovoltaic cells. An important issue in this field is improving low voltage gain of these energy systems. Consequently, some converters are needed to act as an interface between these renewable energy systems and the output load, in such a way that they convert the low voltage of the input to the higher voltage required in the output. In this regard, some conditions such as reaching the desired power, high output voltage gain, low number of elements and high efficiency are the fundamental issues in this type of researches. In this thesis, a step-up DC-DC converter using two-coil coupled inductor is presented. Also, the presence of the coupled inductor and the switched capacitor cell in this structure leads to high voltage gain in the proposed converter. In this structure, the existence of the leakage inductance and the capacitors provides soft switching conditions. In other words, the main power switch is turned off under zero current switching (ZCS) condition and the diodes of the switched capacitor cell are turned on and off under ZCS condition. As a result, the problem of reverse recovery losses of these diodes are improved. These features reduce the switching losses and, as a result, increase the efficiency of the converter. Besides, the semi-sinusoidal current of some semiconductor elements reduces the conduction losses of the proposed converter. In addition, the presence of a low number of elements in this structure reduces the construction cost. In this thesis, the principles of operation and steady state analysis of the proposed converter are presented. Moreover, the design principles and efficiency of the converter are investigated. Also, a general comparison is made between the proposed converter and other converters presented in this field. Then, the proposed converter, MPPT controller and the equivalent circuit of the solar panel are simulated using PSCAD software and the results are analyzed. At the end, the results of the laboratory prototype are examined to prove the accuracy of the proposed converter

Variant Title

Analysis and Simulation of a Step-Up DC-DC Converter with Using a Coupled-Inductor for PV Application

Entry Element

کریمی،

Part of Name Other than Entry Element

کامران ‏

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

‏فیضی،

Entry Element

حسینی،

Part of Name Other than Entry Element

‏محمدرضا

Part of Name Other than Entry Element

سید حسین ‏

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏تبریز