Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2020 - zeszyt 1

High Efficiency High Voltage Gain Boost Converter using Zero Crossing Switching Multi-stage Voltage-Lift Cells

Przekształtnik typu boost o wysokiej efektywności i dużym napięciu wykorzystujący przełaćzanie w przejściu przez zero wielu celek napieciowych

10.15199/48.2020.01.17

nr katalogowy: 124177
10.15199/48.2020.01.17

Streszczenie

A non-isolated high efficiency, high voltage step-up gain boost converter is proposed in this paper. A series of multi-stage voltage-lift cells with simple diode-capacitor-inductor configuration is used to provide very high voltage gain for the conventional boost converter. A passive snubber is connected in parallel with a switch in the boost circuit to provide zero-current turn-on and zero-voltage turn-off and thus achieve low switching losses. Analysis, design and implementation of the proposed circuit are explained and examined by both simulation and experimental prototype. The test results verified the feasibility of the proposed converter with switching frequency of 50 kHz and rated power of 400 W. The proposed converter achieved 96.0% of maximum efficiency and very high voltage gain of 12 for a series of 3 stage voltage-lift cells.

Abstract

Opisano przekształtnik typu boost o dużej efektywności i dużym napięciu. Szereg celek składających się z diody-kondensatora I indukcyjności został zastosowany do siągnięcia dużego wzmocnienia i małych strat przełączania. Układ został poddany symulacji ale i zbadany eksperymentalnie. Częstotliwość przełączania była 50 kHz a moc 400 W.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Guo R., Liang Z.,Huang A.Q., A high efficiency transformerless step-up DC-DC converter with high voltage gain for LED backlighting applications, Proc. IEEE Applied Power Electronics conf.(APEC), (2011), 1374-1377.
[2] Filsoof K., Hagar A.A., Lehn P.W., A transformerless modular step-up dc-dc converter for high power applications, (2014), IET Power Electron., Vol. 7, no. 8, 2190 - 2199.
[3] Mira M.C., Knott A., Thomsen O.C., Andersen M.A.E., Boost converter with combined control loop for a stand-alone photovoltaic battery charge system, In IEEE 14th Workshop on Control and Modelling for Power Electronics, Salt Lake City, UT, USA. (2013)
[4] Erickson R.W., Maksimovic D., Fundamentals of Power Electronics, 2nd ed. New York: Wiley. (2001), 39-50.
[5] Dokić B.L., and Blanuša B., Power Electronics: Converters and Regulators, 3rd ed. New York, Springer, (2015), 246-260.
[6] Luo F.L., Ye H., Positive output cascade boost converters, IEE Proc-Electr. Power Application, (2004), Vol. 151, no 5, 590- 606.
[7] Morales-Saldana J.A., Gutierrez E.E.C., Leyva-Ramos J., Modeling of switch-mode DC-DC cascade converters, IEEE Trans. On Aerospace and Electronic Systems, (2002), Vol.38, no.1, 295-299.
[8] Saadat P., Abbaszadeh K., A Single-Switch High Step-Up DC- DC Converter Based on Quadratic Boost, IEEE Transactions on Industrial Electronics, (2016), Vol. 63, no.12, 7733-7742.
[9] Ye Y., Cheng K.W.E., Quadratic boost converter with low buffer capacitor stress, IET Power Electronics, (2014), Vol.7, no.5, 1162-1170.
[10] Leyva-Ramos J., Ortiz-Lopez M.G., Diaz-Saldierna L.H. , Morales-Saldana J.A., Switching regulator using a quadratic boost converter for wide DC conversion ratios, IET Power Electronics, (2009) vol.2, no.5, 605-613.
[11] N.Vazquez, L.Estrada, C.Hernandez, and E.Rodriguez, "The Tapped-Inductor Boost Converter," IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), (2007), 538 - 543,
[12] Chen Z., Zhou Q., Xu J., Coupled-inductor boost integrated flyback converter with high-voltage gain and ripple-free input current, IET Power Electronics, (2015), Vol.8, no.2, 213-220.
[13] Axelrod B., Berkovich Y., Switched-coupled inductor cell for DC-DC converters with very large conversion ratio, IET Power Electronics, (2011) Vol.4, no.3, 309-315.
[14] Hwu K.I., Yau Y.T., High step-up converter based on charge pump and boost converter, IEEE Trans. Power Electron., (2012) Vol. 27, no.5, 2484-2494.
[15] Piansangsan L., Pattanasethanon S, A Voltage-Lift Switched Inductor DC/DC Multilevel Boost Converter, Przegląd Elektrotechniczny, (2015), 91, nr.4, 127-130.
[16] Piansangsan L., Photong C. Dual Charge Pump DC-DC Multilevel Boost Converter, Przegląd Elektrotechniczny, (2018), 94, nr 12, 10-13.
[17] Shahir F.M., Babaei E., Farsadi M., Analysis and design of voltage-lift technique-based non-isolated boost dc-dc converter, IET Power Electronics, (2018), Vol.11, no.6, 1083 - 1091.
[18] Jiao Y. , Luo F.L., Bose B.K., Voltage-lift split-inductor-type boost converters, IET Power Electronics, (2011), Vol.4, no.4, 353-362.
[19] Axelrod B., Berkovich Y., Ioinovici A., Switched-capacitor (SC)/switched inductor (SL) structures for getting hybrid stepdown Cuk/Sepic/Zeta converters, IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS 2006), Island of Kos, Greece, (2006), 5063-5066.
[20] Lee S., Kim P., Choi S., High Step-Up Soft-Switched Converters Using Voltage Multiplier Cells, IEEE Transactions on power electronics, (2013), Vol.28, no.7, 3379-3387.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 124177 "High Efficiency High Volt..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2020-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2020-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	55.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2020-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	55.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2020-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2020-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma