ОГЛЯД НЕІЗОЛЬОВАНИХ ДВОНАПРАВЛЕНИХ ТОПОЛОГІЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ДЛЯ ПОРТАТИВНИХ ЗАСТОСУВАНЬ НА БАЗІ ВІДНОВЛЮВАЛЬНИХ ДЖЕРЕЛ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2018-2(12)-176-188Ключові слова:
dc-dc перетворювач, двонаправлений перетворювач, неізольований перетворювач, відновлювальні джерела електроенергіїАнотація
Актуальність теми дослідження. Сучасні тенденції розвитку систем електроживлення на базі відновлювальних джерел висувають усе більші вимоги до ефективності перетворювачів, які в них використовуються. Тому є потреба в огляді наявних типів неізольованих перетворювачів для подальшого виявлення і застосування найбільш оптимальних.
Постановка проблеми. У процесі розроблення портативних систем живлення на базі відновлювальних джерел, розробникам доводиться вирішувати завдання побудови високоефективних двонаправлених перетворювачів постійної напруги, для зв’язку загальної шини постійної напруги з накопичувачем енергії.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі та в базі IEEE Xplore, які стосуються двонаправлених перетворювачів постійної напруги.
Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Класифікація та огляд основних топологій неізольованих двонаправлених перетворювачів.
Постановка завдання. Провести огляд та аналіз особливостей роботи основних топологій неізольованих двонаправлених перетворювачів постійної напруги.
Виклад основного матеріалу. Показана структура типового портативного джерела живлення на базі фотоелектричних перетворювачів. Така спрощена класифікація двонаправлених перетворювачів. Проведено огляд основних топологій неізольованих двонаправлених перетворювачів постійної напруги, виділено їхні особливості та принципи роботи.
Висновки відповідно до статті. Результати огляду дозволяють обрати оптимальну топологію неізольованого двонаправленого перетворювача для портативних застосувань.
Посилання
Chiu H.-J., Lin L.-W. A. (2006). Bidirectional DC–DC Converter for Fuel Cell Electric Vehicle Driving System. IEEE Transactions on Power Electronics, 21 (4), 950–958.
Chen, G., Xu, D., Lee, Y.-S. (2002). A family of soft-switching phase-shift bidirectional DCDC converters: synthesis, analysis, and experiment. Proceedings of the Power Conversion Conference (PCC 2002), pp. 1–6.
Fan, H., Xu, D. (2004). A family of PWM plus phase-shift bidirectional DC-DC converters. IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference (PESC 2004), pp. 1–8
Veligorskyi O., Khomenko M., Chakirov R., Vagapov Y. (2018) Performance analysis of a wearable photovoltaic system. IEEE International Conference on Industrial Electronics for Sustainable
Energy Systems (IESES), рp. 376–381.
Zhang J., Lai J.-S., Yu W. (2007). High-Power Density Design of a Soft-Switching High-Power Bidirectional dc–dc Converter. IEEE Transactions on Power Electronics, 22 (4), 1145–1153.
Zhang J., Lai J.-S., Yu W. (2008). Bidirectional DC-DC converter modeling and unified controller with digital implementation.23rd IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 2008), pp. 1–8.
Matsuo H., Lin W., Kurokawa F., Shigemizu T. (2004). Characteristics of the multiple-input DC-DC converter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 51 (3), 625–631.
Kim I.-D., Paeng S.-H., Ahn J.-W., Nho E.-C., Ko J.-S. (2007). New Bidirectional ZVS PWM Sepic/Zeta DC-DC Converter.IEEE International Symposium on Industrial Electronics,pp. 1–8.
Urciuoli D.P., Tipton C.W. (2006). Development of a 90 kW bi-directional DC-DC converter for power dense applications.21st Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 2006), pp. 1–6.
Caricchi F., Crescimbini F., Noia G., Pirolo D. (1994). Experimental study of a bidirectional DC-DC converter for the DC link voltage control and the regenerative braking in PM motor drives devoted to electrical vehicles.9th Annual Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 1994), pp. 381–386.
Kang T., Kim C., Suh Y., Park H. (2012). A design and control of bi-directional non-isolated DC-DC converter for rapid electric vehicle charging system. 27th Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 2012), pp. 14–21.
Tank S.B., Manavar K., Adroja N. (2015). Non-Isolated Bi-directional DC-DC Converters for Plug-In Hybrid Electric Vehicle Charge Station Application.Emerging Trends in Computer & Electrical Engineering (ETCEE 2015), pp. 1–9.
Waffler S., Kolar J.W. (2010). Comparative Evaluation of Soft-Switching Concepts for Bidirectional Buck+Boost Dc-Dc Converters.The 2010 International Power Electronics Conference,
pp. 1856–1865.
Dawood N.B. (2016). Review of Different DC to DC Converters Based for Renewable Energy Applications. International Research Journal of Engineering and Technology, 3 (3), 46–50.
Mohammadi M.R., Farzanehfard H. (2011). A new bidirectional ZVS-PWM Cuk converter with active clamp.19th Iranian Conference on Electrical Engineering, pp. 1–6.
Denny D.C., Shahin M. (2015). Analysis of bidirectional SEPIC/Zeta converter with coupled inductor. International Conference on Advancements in Power and Energy (TAP Energy 2015), pp. 103–108.
Kim I.-D., Lee Y.-H., Min B.-H., Nho E.-C. (2007). Design of bidirectional PWM Sepic/Zeta DC-DC converter. 7th Internatonal Conference on Power Electronics, pp. 614–619.
Gurrala S.R., Lakshmi K.V. (2010). A Novel Bidirectional DC-DC Converter with Battery Protection. International Journal of Modern Engineering Research,2(6), 4261–4265.
Yang L.-S., Liang T.-J. (2013). Analysis and Implementation of a Novel Bidirectional DC–DC Converter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 59(1), 422–434.
Ye Y., Cheng K.W., Liu J., Xu C. (2013). Bidirectional tapped-inductor-based buck-boost convertor and its circuit application. 5th International Conference on Power Electronics Systems and
Applications (PESA 2013), pp. 1–7.
Gitau M.N., Mwaniki F.M., Hofsajer I.W. (2013). Analysis and Design of a Single-Phase Tapped-Coupled-Inductor Boost DC-DC Converter. Journal of Power Electronics, 13 (4), 636–646.
Chung H.S., Ioinovici A., Cheung W.-L. (2003). Generalized structure of bi-directional switched-capacitor DC/DC converters. IEEE Transactions on Circuits and Systems, 50 (6), 743–753.
Wu H., Lu J., Shi W., Xing Y. (2012). Nonisolated Bidirectional DC–DC Converters With Negative-Coupled Inductor. IEEE Transactions on Power Electronics, 27 (5), 2231–223.
Das P., Mousavi S.A., Moschopoulos G. (2010). Analysis and Design of a Nonisolated Bidirectional ZVS-PWM DC–DC Converter With Coupled Inductors. IEEE Transactions on Power Electronics, 25 (10), 2630–2641.
Jung D.-Y., Hwang S.-H., Ji Y.-H., Lee J.-H. (2012). Soft-Switching Bidirectional DC/DC Converter with a LC Series Resonant Circuit.IEEE Transactions on Power Electronics,28(4), 1680–1690.
Garinto D. (2007). Multi-interleaved zero-ripple VRM to power future microprocessors. European Conference on Power Electronics and Applications, pp. 1–6.
Yang Y., Ma J., Ho C.N., Zou Y. (2015). A New Coupled-Inductor Structure for Interleaving Bidirectional DC-DC Converters. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 3 (3), 841–849.
Huang X., Lee F.C., Li Q., Du W. (2015). High-Frequency High-Efficiency GaN-Based Interleaved CRM Bidirectional Buck/Boost Converter with Inverse Coupled Inductor. IEEE Transactions on Power Electronics, 31 (6), 4343–4352.
Lai C.-M. (2016). Development of a Novel Bidirectional DC/DC Converter Topology with High Voltage Conversion Ratio for Vehicles and DC-Microgrids. Energies, 9, 1–25.
Simoes M.G., Lute J.D., Alsaleem A.N., Brandao D.I., Pomolio J.A. (2015). Bidirectional Floating Interleaved Buck-Boost DC-DC Converter Applied to Residental PV Power Systems. Clemon
University Power System Conference (PSC 2015), pp. 1–8.
Li J., Sullivan C. R., Schultz A. (2002). Coupled-inductor design optimization for fastresponse low-voltage DC-DC converters. 17th Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 2002), pp. 1–6.
Garcia O., Zumel P., Castro A., Cobos A. (2006). Automotive DC-DC bidirectional converter made with many interleaved buck stages. IEEE Transactions on Power Electronics, 21 (3), 578–586.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Чернігівський національний технологічний університет, 2015
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
