طراحی و ساخت مبدل افزاینده با نسبت تبدیل بالا برای کاربرد در سیستم های فتوولتائیک
چکیده
در این پایان نامه، یک مبدل dc-dc افزاینده با سلف تزویج و نسبت تبدیل بالا که از ویژگی سوئیچینگ نرم بهره می برد ارائه شده است. توپولوژی پیشنهادی شامل یک مبدل بوست با سلف تزویج برای افزایش بهره تبدیل ولتاژ می-باشد. بعلاوه یک مدار تشدید کمکی مرکب از یک سوئیچ کمکی، یک دیود مهارکننده استرس ولتاژ سوئیچ ها و یک تانک تشدید (سلف، خازن) در توپولوژی ارائه شده بکار رفته است. نوع معمول مبدل بوست با سلف تزویج بدلیل سوئیچینگ سخت و وجود تلفات سوئیچینگ ناشی از آن راندمان ضعیفی را ارائه می دهد. در مدار پیشنهادی در این پایان نامه تمام عناصر سوئیچینگ در جریان صفر در زمان روشن شدن و ولتاژ صفر در زمان خاموش شدن، روشن و خاموش می شوند. بدین ترتیب سوئیچینگ نرم ایجاد شده تلفات سوئیچینگ را کاهش می دهد و مشکل بازیابی معکوس دیود را بهبود می بخشد. این مبدل از شیوه pwm برای سوئیچینگ استفاده کرده و توسط یک کنترل کننده pi کنترل می شود تا پاسخ دینامیک خروجی را بهبود بخشد. در این پایان نامه تحلیل مدار مبدل با جزئیات مدهای عملکرد آن ارائه شده است. طراحی اولیه مبدل با شبیه سازی آن مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج شبیه سازی ها نیز ارائه شده اند. در جهت بهینه سازی مبدل طراحی شده تحلیل تلفات در مبدل با تعیین تلفات همه اجزاء مبدل انجام شده، رابطه تلفات کل بر حسب متغیرها و پارامترهای طراحی بدست آمده است. بر اساس آنالیز تلفات، مقادیر بهینه پارامترهای مبدل شامل نسبت دورهای اندوکتانس ثانویه به اولیه و دوره کاری تعیین شده اند. بر اساس نتایج تحلیلی و شبیه سازی یک مبدل dc-dc 200 وات برای کاربرد در سیستم های فتوولتائیک طراحی شده است. نمونه آزمایشگاهی مبدل پیشنهادی ساخته شده و نتایج عملی برای تأیید نتایج تئوری و شبیه سازی مبدل ارائه شده است. نتایج بدست آمده در آزمایشات بر روی نمونه ساخته شده نشان دهنده عملکرد صحیح و منطبق با مدهای پیش بینی شده است. با این وجود، در نمونه آزمایشگاهی مبدل بدلیل وجود اندوکتانس های پارازیت زیاد در مدار که با خازن خروجی سوئیچ ها مد تشدید بوجود می آورند، منجر به ایجاد تلفات قابل توجهی می شود. ساخت سلف تزویج با راکتانس نشت قابل کنترل و همچنین در نظر گرفتن خازن های پارازیت سوئیچ ها در طراحی ها می تواند این مشکل را مرتفع نماید.
