طراحی و شبیه سازی یک مبدل DC-DC موازی در هم تنیده افزاینده با کلیدزنی نرم برای بکارگیری بعنوان مدار واسط در منابع انرژی تجدید پذیر

در این مقاله یک مبدل  DC-DC موازی در هم تنیده افزاینده غیر ایزوله CCM جدید پیشنهاد شده است که از یک مدار کمکی برای ایجاد شرایط کلید زنی نرم بهره می برد. در مبدل پیشنهادی تنها از یک مدار کمکی برای ایجاد شرایط کلید زنی نرم برای هر دو مسیر موازی در هم تنیده که وظیفه انتقال توان از ورودی به خروجی مبدل را برعهده دارند استفاده شده است. از سوی دیگر، مدار کمکی مورد استفاده در این مبدل هیچ کلیدی را به ساختار پایه مبدل اضافه نکرده و تنها از طریق یک مسیر رزونانسی شرایط کلیدزنی نرم را برای تمام عناصر کلید شونده فراهم می کند. از آنجاییکه مدار کمکی طراحی شده در مسیر انتقال توان از ورودی به خروجی قرار ندارد، پس تاثیری در میزان تلفات هدایتی و اهمی مبدل اصلی نداشته و در راندمان مبدل تغییری ایجاد نمی کند. همچنین استفاده از یک مدار رزونانسی سبب افزایش بهره ولتاژ مبدل پیشنهادی در مقایسه با ساختار مبدل بوست پایه گردیده است. بدلیل استفاده از ساختار موازی در هم تنیده استرس جریان روی سوئیچها در مبدل پیشنهادی کم می باشد. این مبدل دارای ساختار مداری و عملکرد بسیار ساده در مقایسه با ساختارهای مشابه است. همچنین روش کنترلی مبدل نیز ساده بوده و از مدوالسیون پهنای پالس (PWM)  برای فرمان دادن به کلید استفاده شده است. با توجه به بکارگیری تکنیک سوئیچینگ نرم، فرکانس کلیدزنی مبدل افزایش یافته که این امر موجب کاهش اندازه و حجم کلی مبدل، بخصوص عناصر پسیو موجود در ساختار، تلفات سوئیچینگ و هدایتی و نیز افزایش بازده مبدل در مقایسه با ساختارهای مشابه گردیده است. همچنین مبدل پیشنهادی با ولتاژ ورودی ۴۸ ولت، ولتاژ خروجی ۱۵۵ ولت با فرکانس کلید زنی ۱۰۰ کیلوهرتز در توان ۹۰۰ وات در نرم افزار PSPICE شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی و تحلیل تئوری و محاسباتی عملکرد مبدل را تایید می کنند.

کلیدواژه ها:

DC-DC converter ، Interleaved Boost converter ، Soft Switching ، Renewable Energy Sources ، ساختار موازی در هم تنیده ، کلیدزنی نرم ، مبدل DC-DC افزاینده ، مبدل های غیر ایزوله.