Metoda wyznaczania w czasie rzeczywistym optymalnej częstotliwości impulsowania tyrystorowego, rezonansowego przekształtnika DC-DC o przełączanych kondensatorach

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

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.06.05

Warianty tytułu

EN

Real time, optimal switching frequency calculation for thyristor based DC-DC resonant switched capacitor voltage multiplier

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przestawiono wyniki badań stanów pracy przekształtnika tyrystorowego podwyższającego napięcie o kondensatorach przełączanych typu SCVM (Switched Capacitor Voltage Multiplier). Specyfika układu i zastosowanych elementów półprzewodnikowych determinuje wiele zjawisk związanych z przeciążeniem. Zjawiska te zostały przebadane symulacyjnie za pomocą programu MATLAB/SIMULINK, i poprzez przeprowadzenie eksperymentów na modelu małej skali. W celu wyeliminowania niepożądanych stanów przekształtnika tyrystorowego SCVM, związanych z przeciążeniem układu, zaproponowano realizację adaptacyjnego sterownika. W artykule omówiono koncepcję działania proponowanego układu sterowania i wyniki weryfikujące jego skuteczność.

EN

The paper presents research results of modes of operation of the thyristor-based DC-DC step-up Switched Capacitor Voltage Multiplier (SCVM). A method of operation of the converter as well as the specific semiconductor switches determine numerous of different operational modes in the overload condition. These modes of overload was investigated by simulation in MATLAB/SIMULINK and by small scale experiments. In order to avoid the dangerous operation in overload conditions of the thyristor-based SCVM a novel adaptive pulse generator is proposed. The paper presents the concept of the proposed generator as well as the results that confirm its effectiveness.

Słowa kluczowe

PL

kondensator przełączany; powielacz napięcia; przekształtnik DC/DC; tyrystor

EN

switched capacitors; voltage multiplier; DC/DC converter; boost converter; thyristor; high power

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 6
• Strony: 25--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kawa A.

• AGH Kraków, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii

autor

Mondzik A.

• AGH Kraków, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii

autor

Penczek A.

• AGH Kraków, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii

autor

Piróg S.

• AGH Kraków, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii

autor

Stala R.

• AGH Kraków, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii

Bibliografia

• [1] Cao Dong, Qian Wei, Peng F.Z., A high voltage gain multilevel modular switched-capacitor DC-DC converter, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2014 IEEE, 14-18 Sept. 2014, 5749 – 5756
• [2] Cao Dong; Fang Zheng Peng, A family of zero current switching switched-capacitor dc-dc converters, Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2010 Twenty- Fifth Annual IEEE, 21-25 Feb. 2010, 1365,1372
• [3] Stala R., Piróg S., Baszyński M., Mondzik A., Penczek A., Czekoński J., Gąsiorek S., Results of investigation of multicell converters with balancing circuit, Part 1, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (2009) n.7, 2610–2619
• [4] Stala R., Piróg S., Baszyński M., Mondzik A., Penczek A., Czekoński J., Gąsiorek S., Results of investigation of multicell converters with balancing circuit, Part 2, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (2009), n.7, 2620-2628
• [5] Keiser O.; Steimer P.K.; Kolar J.W., High power resonant Switched-Capacitor step-down converter, IEEE Power Electronics Specialists Conference, 2008. PESC 15-19 June 2008, 2772-2777
• [6] Kumbhare J.M., Renge M.M., Line commutated converter for grid interfacing of solar photovoltaic array, 2014 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), 16-19 Dec. 2014, 1-6
• [7] Nanayakkara R., Nasiri A., SCR-based wind turbine control for a DC distributed wind farm, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2012 15-20 Sept. 2012, 2059 – 2066
• [8] Arsov G.L., Mircevski S., Quo vadis, thyristor?, 2010 14th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), T2-152 - T2-157 , 6-8 Sept. 2010
• [9] Surma P., Dobór wartości indukcyjności przekształtnika DC-DC o przełączanych kondensatorach, Przegląd Elektrotechniczny, 91 (2015), nr 3, 190-193
• [10] Parastar A., Seok Jul-Ki, High-Gain Resonant Switched-Capacitor Cell-Based DC/DC Converter for Offshore Wind Energy Systems, IEEE Transactions on Power Electronics, 30 (2015), n.2, 644 – 656
• [11] 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, 27 (2012), n.4, 1668,1678
• [12] Hajian M.; Robinson J.; Jovcic D.; Bin Wu, 30 kW, 200 V/900 V, Thyristor LCL DC/DC Converter Laboratory Prototype Design and Testing, IEEE Transactions on Power Electronics, 29 (2014), n.3, 1094-1102

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.