High step-up dc dc converter

با گسترش روزافزون استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم های حمل ونقل الکتریکی، نیاز به مبدل های DC–DC با بهره ولتاژ بالا، راندمان مناسب و قابلیت اطمینان بالا به طور چشمگیری افزایش یافته است. مبدل های مرسوم نظیر Boost در ولتاژهای بالا با مشکلاتی همچون تلفات قابل توجه، ریپل زیاد جریان ورودی، محدودیت در ضریب افزایش ولتاژ و عملکرد ناپایدار در شرایط کاری متغیر روبه رو هستند. در این مقاله، یک ساختار بهینه شده از مبدل DC–DC با بهره ولتاژ بالا ارائه می شود که ترکیبی از تکنیک های Interleaved، القاگر جفت شده (Coupled Inductor) و مدارهای خازنی سوئیچ شونده (Switched Capacitor) است. این ترکیب موجب افزایش چشمگیر ضریب تبدیل، کاهش استرس ولتاژی بر روی کلیدها، و بهبود راندمان کلی سیستم می گردد. علاوه بر طراحی سخت افزاری، یک سامانه کنترل هوشمند بر پایه منطق فازی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) برای تنظیم بلادرنگ پارامترها و پایداری سیستم توسعه داده شده است. برای بررسی کارایی ساختار پیشنهادی، شبیه سازی های گسترده ای در محیط MATLAB/Simulink انجام شده و عملکرد آن در کاربردهای فتوولتائیک و سیستم های تغذیه خودروهای الکتریکی ارزیابی گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مبدل پیشنهادی توانسته است با راندمان بالا، ریپل جریان کم و پاسخ گذرای مناسب، عملکردی قابل مقایسه با ساختارهای پیشرفته داشته باشد. در پایان، مزایا، محدودیت ها و مسیرهای توسعه آتی شامل ساخت نمونه آزمایشگاهی و به کارگیری روش های یادگیری عمیق در کنترل مبدل ارائه شده است.

کلیدواژه ها:

مبدل DC–DC ، بهره ولتاژ بالا ، انرژی تجدیدپذیر ، خودرو الکتریکی ، کنترل هوشمند ، منطق فازی ، الگوریتم PSO ، Interleaved ، Coupled Inductor ، Switched Capacitor ، شبیه سازی MATLAB