طراحی و بهبود یک مبدل بوست بهره بالا با مدار چندبرابر کننده ولتاژ

Abstract

از آنجا که انرژی فسیلی سنتی تجدیدپذیر نیست جوامع امروزی با مشکل کمبود انرژی مواجه می‏باشند. در نتیجه باید انرژی جدید توسعه داده شود که پاک و تجدیدپذیر باشد. انرژی خورشیدی و انرژی هیدروژنی نویدبخش هستند و تولید توان فتوولتائیک و پیل سوختی به عنوان روش‏های مورد استفاده برای دو منبع انرژی در مقیاس بزرگی مورد استفاده قرار گرفته‏اند. در یک سیستم تک فاز با ساختار دو مرحله‏ای اگر ولتاژ خط 220 ولت باشد ولتاژ باس اینورتر متصل به شبکه لازم است که در حدود 380 ولت باشد. هرچند ولتاژ خروجی سلول‏های فتوولتائیک و سلول‏های سوختی به طور کلی بین 25 تا 40 ولت است که این ولتاژ بسیار کمتر از ولتاژ باس می‏باشد. بنابراین یک مبدل DC-DC بهره بالا لازم است تا ولتاژ خروجی پیل‏های سوختی و سلول‏های فتوولتائیک را تقویت کند. در این مقاله، ساختار بهبود یافته ای تحت عنوان مبدل بوست بهره بالا به همراه مدار چندبرابر کننده ولتاژ برای کاربردهای سلول خورشیدی ‏ارائه خواهد شد. در ساختار پیشنهادی برای افزایش بهره از تکنیک مدار چندبرابر کننده ولتاژ و سلف کوپل‌شده استفاده شده است. به طور کلی مزایای مبدل پیشنهادی شامل بهره ولتاژ و راندمان بالا، استرس ولتاژ پایین برای سوئیچ‌ها و دیود‌ها، فراهم آوردن شرایط سوئیچینگ نرم و نهایتا کاهش حجم المان‌های مغناطیسی و حجم کلی مدار می باشد. در این پژوهش علاوه بر تشریح عملکرد مدار و ارائه‌ی تحلیل‌های تئوری، صحت عملکرد مدار از طریق شبیه‌سازی نرم‌افزاری بررسی خواهد شد و در انتها با پیاده‌سازی عملی نمونه آزمایشگاهی، نتایج شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرار می‏گیرد.