Optymalizacja kształtu prądu wejściowego tyrystorowego przekształtnika z przełączanymi kondensatorami podnoszącego napięcie stałe o ładowaniu kolejnościowym

• Autorzy: Mondzik A. , Kawa A. , Piróg S. , Penczek A. , Stala R.

Warianty tytułu

EN

The optimization of the shape of input current in thyristor based boost switched capacitor converter with sequence charging

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano układ tyrystorowego przekształtnika DC-DC z przełączalnymi kondensatorami podwyższający napięcie, ze szczególnym uwzględnieniem stopnia wejściowego. Odpowiedni podział i dobór indukcyjności rezonansowej ogranicza impuls prądu rozładowania kondensatorów roboczych komórek, w celu wyrównania wartości szczytowych pulsów występujących w prądzie wejściowym przekształtnika. Pozwala to na dobór filtru wejściowego na większą częstotliwość, a tym samym na redukcję jego gabarytu. Zamieszczono analizę matematyczną układu oraz przykładowe wyniki badań laboratoryjnych.

EN

This paper describes the thyristor based DC-DC step-up switched capacitors converter, taking into account the input stage. Proper divide and value selection of resonant inductances reduces the peak value of discharging current pulse in order to equalize peak value of pulses of input current of converter. This allows to design the input filter for a higher frequency, which brings gauge reduction. Mathematical analysis of models and experimental results of laboratory setup have been presented.

Słowa kluczowe

PL

przełączalne kondensatory; tyrystorowy przekształtnik rezonansowy; układ podwyższający napięcie stałe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 71, nr 35
• Strony: 16--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Mondzik A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kawa A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Piróg S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Penczek A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Stala R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] ANDERSEN R.L., LAZZARIN T.B., BARBI I., A 1-kW Step-Up/Step-Down Switched-Capacitor AC–AC Converter, IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, Vol. 28, No. 7, 3329–3340.
• [2] CHUNG H.S.-H., Design and analysis of a switched-capacitor-based step-up DC/DC converter with continuous input current, Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, IEEE Transactions on, 1999, Vol. 46, No. 6, 722–730.
• [3] DING LI, POH CHIANG LOH, MIAO ZHU, FENG GAO, BLAABJERG F., Generalized Multicell Switched-Inductor and Switched-Capacitor Z-Source Inverters, IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, Vol. 28, No. 2, 837–848.
• [4] FAN ZHANG, LEI DU, FANG ZHENG PENG, ZHAOMING QIAN, A New Design Method for High-Power High-Efficiency Switched-Capacitor DC–DC Converters, IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, Vol. 23, No. 2, 832–840.
• [5] FLORES CORTEZ D., WALTRICH G., FRAIGNEAUD J., MIRANDA H., BARBI I, DC-DC Converter for Dual Voltage Automotive Systems Based on Bidirectional Hybrid Switched-Capacitor Architectures, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. PP, No. 99.
• [6] KEISER O., STEIMER P.K., KOLAR J.W., High power resonant Switched-Capacitor step-down converter, Power Electronics Specialists Conference, 2008. PESC 2008. IEEE, 15–19 June 2008, 2772–2777.
• [7] LAZZARIN T.B., ANDERSEN R.L., MARTINS G.B., BARBI I., A 600-W Switched-Capacitor AC–AC Converter for 220 V/110 V and 110 V/220 V Applications, IEEE Transactions on Power Electronics, 2012, Vol. 27, No. 12, 4821–4826.
• [8] MAKOWSKI M.S., Realizability conditions and bounds on synthesis of switched-capacitor DC-DC voltage multiplier circuits, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Fundamental Theory and Applications, 1997, Vol. 44, No. 8, 684–691.
• [9] ON-CHEONG MAK, YUE-CHUNG WONG, IOINOVICI A., Step-up DC power supply based on a switched-capacitor circuit, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1995, Vol. 42, No. 1, 90–97.
• [10] TSUNODA A., HINAGO Y., KOIZUMI H., Level and Phase Shifted PWM for 7-Level Switched- Capacitor Inverter Using Series/Parallel Conversion, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014, Vol. 61, No. 8, 4011–4021.
• [11] WEI QIAN, DONG CAO, CINTRON-RIVERA J.G., GEBBEN M., WEY D., FANG ZHENG PENG, A Switched-Capacitor DC–DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Component Rating and Count, IEEE Transactions on Industry Applications, 2012, Vol. 48, No. 4, 1397–1406.
• [12] WEI QIAN, HONNYONG CHA, FANG-ZHENG PENG, TOLBERT L.M., 55-kW Variable 3X DC-DC Converter for Plug-in Hybrid Electric Vehicles, IEEE Transactions on Power Electronics, 2012, Vol. 27, No. 4, 1668–1678.
• [13] WU G., RUAN X., YE Z., Non-Isolated High Step-Up DC-DC Converters Adopting Switched-Capacitor Cell, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. PP, No. 99.
• [14] YEUNG Y.P.B., CHENG K.W.E., HO S.L., LAW K.K., SUTANTO D., Unified analysis of switched-capacitor resonant converters, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2004, Vol. 51, No. 4.
• [15] YI-PING HSIEH, JIANN-FUH CHEN, TSORNG-JUU LIANG, LUNG-SHENG YANG, Novel High Step-Up DC–DC Converter With Coupled-Inductor and Switched-Capacitor Techniques, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2012, Vol. 59, No. 2, 998–1007.
• [16] YUANG-SHUNG LEE, YI-PIN KO, MING-WANG CHENG, LI-JEN LIU, Multiphase Zero-Current Switching Bidirectional Converters and Battery Energy Storage Application, IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, Vol. 28, No. 8, 3806–3815.
• [17] YUANMAO YE, CHENG K.W.E., A Family of Single-Stage Switched-Capacitor–Inductor PWM Converters, IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, Vol. 28, No. 11, 5196–5205.