Analiza właściwości przetwornicy SEPIC z dławikiem sprzężonym

• Autorzy: Detka Kalina , Olzak Tomasz , Górecki Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.10.54

Warianty tytułu

EN

Analysis properties of SEPIC converter containing coupled inductor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy porównano właściwości przetwornicy SEPIC zawierającej dwa pojedyncze dławiki oraz taką przetrwonię z dławikiem sprzężonym. Przeprowadzono badania doświadczalne i symulacyjne w szerokim zakresie zmian rezystancji obciążenia i współczynnika wypełnienia sygnału sterującego Zastosowano dławiki zawierające rdzeń wykonany ze sproszkowanego żelaza RTMP (160) oraz elementy półprzewodnikowe wykonane z węglika krzemu. Przeprowadzone symulacje w programie SPICE dowodzą, że zastosowanie dławika sprzężonego do budowy przetwornicy SEPIC pozwala na uzyskanie niższych wartości napięcia wyjściowego i wyższej wartości sprawności energetycznej zarówno w trybie CCM jak i DCM Dodatkowo zwrócono uwagę, że kierunek nawinięcia uzwojeń na rdzeniu dławika sprzężonego ma istotne znaczenie. Nawinięcie uzwojeń w przeciwnych kierunkach może skutkować znacznym obniżeniem sprawności energetycznej rozważanej przetwornicy.

EN

The paper compares the properties of the SEPIC converter containing two single inductors and the same converter with a coupled inductor. Experimental and simulation studies were carried out in a wide range of changes in the load resistance and the duty cycle of the control signal. The core of inductors used to investigation were made of RTMP (160) iron powder material and semiconductor devices made of silicon carbide. The conducted SPICE computations prove that the use of a coupled inductor in the construction of the SEPIC converter allows for obtaining lower output voltage values and higher energy efficiency values in both the CCM and DCM modes. Additionally, it was noted that the direction of winding on the core of the coupled inductor is important. Winding the windings in opposite directions may result in a significant reduction in the energy efficiency of the considered converter.

Słowa kluczowe

PL

dławik sprzężony; przetwornica SEPIC; SPICE; elementy magnetyczne

EN

coupled inductor; SEPIC converter; SPICE; magnetic elements

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 10
• Strony: 258--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Detka Kalina

• Uniwersytet Morski w Gdyni, ul. Morska 81-87 81-225 Gdynia

• https://orcid.org/0000-0002-1584-3874

autor

Olzak Tomasz

• Uniwersytet Morski w Gdyni, ul. Morska 81-87 81-225 Gdynia

autor

Górecki Krzysztof

• Uniwersytet Morski w Gdyni, ul. Morska 81-87 81-225 Gdynia

• https://orcid.org/0000-0002-9857-8235

Bibliografia

• [1] Barlik, R., Nowak M.: Energoelektronika: elementy, podzespoły, układy. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2014, Warszawa.
• [2] Janke W.: Impulsowe przetwornice napięcia stałego. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, 2014, Koszalin.
• [3] Hart, D. W., Hart, D. W.: Power electronics. McGraw-Hill, 2011, New York:
• [4] Wojtkowski W.: Przekształtnik SEPIC do zastosowań oświetleniowych z użyciem diod LED dużej mocy Przegląd Elektrotechniczny, nr 10, str. 260-263, 2010.
• [5] Kaźmierczuk M.: High frequency magnetic components. John Wiley & Sons, West Sussex, United Kingdom, 2014.
• [6] Detka K., Górecki K.: Modelling power losses in an inductor contained in the boost converter, Proceedings - 2018 IEEE 12th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering, CPE-POWERENG 2018, pp. 1 – 6, doi: 10.1109/CPE.2018.8372564
• [7] Coupled inductors broaden DC/DC converter usage – Texas Intruments, https://www.google.pl/url?sa=t&source=web&rct =j&opi=89978449&url=https://www.ti.com/lit/pdf/slyt380&ved=2 ahUKEwiAqoLyrseFAxUOQfEDHbbTCrIQFnoECBQQAQ&usg =AOvVaw06iehhXyKj0wGRJoAASHfV
• [8] Detka K., Górecki K.: Influence of the size and shape of magnetic core on thermal parameters of the inductor, Energies, Vol. 13, No. 15, 2020, 3842, doi: 10.3390/en13153842
• [9] Detka K., Górecki K.: Electrothermal Model of Coupled Inductors with Nanocrystalline Cores, Energies, Vol.15, No. 1, 2022, 224, doi: 10.3390/en15010224
• [10] Debnath S.: PSPICE A Powerful Simulation tool for Power Electronics & VLSI design, UK, London, 2020.
• [11] Infineon's Power MOSFET Simulation Models, https://www.infineon.com/cms/en/product/promopages/powermosfet- simulation-models/], dostęp 28.04.2024

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).