عنوان پایان‌نامه
بهبود بازده و راه اندازی نرم مبدل DC/DC دو سویه در اینورتر فتو ولتائیک پشتیبان خورشیدی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2551;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65399
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- رضا طالعی
- استاد راهنما
- شاهرخ فرهنگی
- چکیده
- امروزه کاربرد مبدل های الکترونیک قدرت در صنایع مختلف از جمله در پردازش توان سامانه های فتوولتائیک گسترش یافته است. از این رو تحقیقات بسیاری در مورد انواع ساختارها، بهبود بازده، الگوریتم های کنترلی انجام شده و مقالات متعددی در این موارد منتشر شده است. یکی از این انواع، مبدل های DC/DC است که در نیروگاه های خورشیدی، خودروهای الکتریکی و به طور کلی سیستم هایی که دارای ذخیره سازهای انرژی مانند باتری، پیل سوختی و ابرخازن هستند کاربرد دارد. نوع مجزای این مبدلها به کمک یک ترانسفورماتور فرکانس بالا عمل مجزاسازی الکتریکی را فراهم می آورد. از مبدل مجزا برای کابردهایی استفاده می شود که دارای نسبت تبدیل ولتاژ بالا باشند یا نیاز به مجزاسازی جهت حفاظت افراد و تجهیزات وجود داشته باشد. مبدل DC/DC اینورتر فتوولتائیک پشتیبان وظیفه شارژ و تخلیه باتری به لینک DC بسته به وضعیت شبکه، بار و سلول های خورشیدی را داراست. قبلا در این سامانه مبدلی با ساختار پوش پول- نیم پل طراحی و ساخته شده است که دارای اشکالاتی از جمله تلفات بالا، ضربه ولتاژی در هنگام خاموش شدن کلیدها، ایجاد حرارت بیش از اندازه، تلفات کلیدزنی زیاد، هزینه تمام شده بالا، بازدهی پایین و جریان راه اندازی بالا بدلیل وجود بانک خازنی در سمت لینک DC می باشد. در این پایان نامه برای اولی بار یک ضربه گیر فعال برای مبدل پوش پول – نیم پل معرفی شده که قابلیت جذب انرژی سلف نشتی ترانسفورماتور را داراست. مدار این ضربه گیر انرژی ذخیره شده در سلف های نشتی ترانسفورماتور را در یک خازن ذخیره و توسط یک مبدل فلای بک به سمت فشارقوی منتقل می کند. این انرژی قبلا توسط ضربه گیر RC تلف می شد. ضربه گیر پیشنهادی علاوه بر قابلیت حفاظت کلیدهای فشارضعیف از اضافه ولتاژ، توانایی شارژ خازن-های لینک DC با جریان قابل کنترل به صورت نرم، قبل از راه اندازی مبدل پوش پول را دارد. از دیگر مزایای ترکیب این ضربه گیر با مبدل پوش پول- نیم پل، می توان به تعداد کلیدهای فعال کم، تعداد کم راه اندازهای گیت مجزا، قرار گرفتن افت ولتاژ یک کلید و یک دیود در مسیر جریان، بازدهی بیش از 96%، قابلیت موازی سازی کلیدهای سمت جریان بالا جهت افزایش ظرفیت عبور جریان و کاهش تلفات هدایتی، کنترل ساده و هزینه ساخت پایین تر نسبت به ساختارهای دیگر اشاره کرد. کلید واژه: ضربه گیر فعال فلای بک، مبدل DC/DC دوسویه مجزا، مبدل پوش پول – نیم پل، راه اندازی نرم.
- Abstract
- Nowadays application of power electronic converters in various industries including energy conversion of photovoltaic systems is expanded. One of these types of converters is DC/DC converter that is used in photovoltaic plants, electric vehicles and in general, in systems that have energy storage devices such as batteries. Isolated converter with a high frequency transformer should be used in this application to provide high voltage conversion ratio and to protect the end user from grid voltage. The DC/DC converter of the photovoltaic backup system charges and discharges the battery bank related to the state of the PV array, grid and load. For this purpose an isolated push pull- half bridge converter has been designed and constructed. It has several drawbacks such as voltage impulse on low voltage switches due to leakage inductance, low efficiency and high starting current. In this thesis, for the first time, a flyback active clamp snubber introduced for the push pull-half bridge converter that absorbs energy of the leakage inductance and transfers it to the high voltage side. This energy was converted to heat in the previous design. The proposed voltage clamp snubber also softly charges the DC bus capacitors before the main converter starts to work. Other advantages of the proposed converter are low number of the active switches and their drivers, low voltage drop in series with the battery, high efficiency more than 96%, paralleling capability of the switches, simple control and reduced cost. Keywords: Active clamp flyback snubber isolated DC/DC converter, push pull_ half bridge, soft starting.
