Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 31

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
This paper presents results of experimental research of a resonant switched capacitor voltage multiplier (SCVM) in the synchronous topology (SYSCVM). The classical SCVM utilizes diodes in the branches responsible for charging the switched capacitors. In the SYSCVM, additional MOSFET switches are connected in parallel with the diodes. Therefore, an improvement of efficiency is achieved. The paper presents experimental results of operation and efficiency of the SYSCVM. Furthermore, the issues related to the design of the converter with synchronous switches and the problems of the supply of the gate drivers are discussed.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych rezonansowego przekształtnika DC-DC o przełączanych kondensatora powielającego napięcie stałe w topologii synchronicznej (SYSCVM – Synchronous Switched Capacitor Voltage Multiplier). W klasycznym rozwiązaniu analizowany przekształtnik o przełączanych kondensatorach wykorzystuje diody w obwodach ładowania przełączanych kondensatorów. W układzie SYSCVM diody połączone są równolegle z tranzystorami MOSFET dla uzyskania większej sprawności układu. Artykuł przedstawia wyniki pomiarów eksperymentalnych układu dotyczących weryfikacji działania układu oraz jego sprawności. Ponadto, problemy związane z praktyczną implementacją koncepcji synchronicznego układu (SYSCVM) zostają również omówione.
EN
This paper presents a novel concept of a circuit for voltage balance of three series-connected capacitors or batteries, as well as the research results. The problem is related to the control of voltage sharing on series capacitors, supercapacitors or battery banks in energy storage systems or direct current (DC)-link of four-level neutral-point-clamped inverters. The proposed circuit is a switched-capacitor (SC) resonant converter composed of a single capacitor and seven transistor switches. Control of the converter makes it possible to transfer energy between any capacitors, by switching selected transistors. This paper presents the basic concept of the converter, an analysis of control strategies and the simulation results for various cases of voltage balancing.
EN
This paper presents the results of experimental research of a resonant switched capacitor voltage multiplier in a cost-effective topology (CESCVM) with a limited number of active switches. In the charging mode of the switched capacitors, the converter utilizes only one active switch and a required number of diodes. Therefore, the cost of the converter is decreased as compared with that of a classical SCVM converter, owing to a lower number of switches and gate driver circuits, as well as a smaller PCB area. Moreover, the CESCVM has simpler control circuits and higher reliability. This paper presents the original experimental results of the operation of the CESCVM converter. A concept of the bootstrap supply of gate drivers of the flying switches is also examined.
EN
This paper presents a concept and the results of an investigation of a DC–DC boost converter with high voltage gain and a reduced number of switches. The novel concept assumes that the converter operates in a topology composed of series connection switched- capacitor-based multiplier (SCVM) sections. Furthermore, the structure of the sections has significant impact on parameters of the converter which is discussed in this paper. The paper demonstrates the basic benefit such a multisection SCVM idea in the converter, which is the significant reduction in the number of switches and diodes for high voltage gain in comparison to an SCVM converter. Aside from the number of switches and diodes, such parameters as efficiency and volume of passive components in the multisection converter are analyzed in this paper. In figures, the analysis is demonstrated using the example of 100 kW thyristor-based converters. All the characteristics of the converter are compared between various configurations of switching cells in the particular sections, thus the paper can be useful for a design approach for a high voltage gain multicell converter.
5
Content available remote The multilevel switched capacitor power converter. Experimental proof of concept
EN
The main scope of the paper is experimental assessment of feasibility of the switched capacitor multilevel converter (MLSCC). The converter operates as a resonant charge pump and represents the specific relationships between the resonant circuit parameters, and performance of the converter. Thus, measurements of performance of the converter for the different sets of the LC components are presented. The impact of the specific features of the ceramic capacitors is shown and analyzed. The limitations of the real converter are analyzed and design guidelines are formulated. The measurements and the analysis of the experimental setup include voltage gain, efficiency, voltage ripple, as well as resonant circuit operation.
PL
Przedmiotem artykułu jest eksperymentalne sprawdzenie wykonalności przekształtnika DC-DC typu MLSCC (Multi Level Switched Capacitor Converter). Przekształtnik pracuje, jako rezonansowa pompa ładunku i charakteryzuje się szczególnymi zależnościami pomiędzy parametrami układu rezonansowego a osiągami. Z tego powodu przeprowadzono pomiary przekształtnika dla kilku parametrów obwodu LC. W artykule zaprezentowano i przenalizowano wpływ właściwości kondensatorów ceramicznych na pracę przekształtnika. Przeanalizowano ograniczenia przekształtnika i przedstawiono zalecenia projektowe. Pomiary i analiza układu laboratoryjnego obejmowały wzmocnienie napięciowe, sprawność, tętnienie napięcia jak i warunki pracy układu rezonansowego.
EN
This paper presents the concept of topologies and investigation results of switched-capacitor voltage multipliers designed for application in high power systems. The analyzed family of multilevel converters includes established topologies as well as novel concepts. The application of thyristors as well as the invention of novel concepts of multiplier topologies and appropriate control make it possible to achieve high efficiency, high voltage gain, reliable and simple DC-DC converters for high power systems. Based on analytical models of the SCVMs, the paper presents a discussion of the selection of components and the efficiency of the converters as a function of converted power as well as the voltage range on the input and the output side. The results are supported by computer simulations and demonstrative experimental tests.
EN
This paper presents a novel, low-complexity method of simulating PV source characteristics suitable for real-time modeling and hardware implementation. The application of the suitable model of the PV source as well as the model of all the PV system components in a real-time hardware gives a safe, fast and low cost method of testing PV systems. The paper demonstrates the concept of the PV array model and the hardware implementation in FPGAs of the system which combines two PV arrays. The obtained results confirm that the proposed model is of low complexity and can be suitable for hardware in the loop (HIL) tests of the complex PV system control, with various arrays operating under different conditions.
EN
The paper presents comparison of operation parameters and components selection procedure for DC-DC switched capacitor converter in two cases of resonant inductors design. In both cases the inductors are connected in series with switched capacitors. Design with air cored inductor with PCB winding and inductor with planar ferrite core have been analyzed. Both cases differs in meaning of achievable inductance, resistance and demanded PCB area that have significantly influence on selection of other components and power losses of converter. The paper indicates the range of inductance of switched capacitors circuit that is beneficial in the meaning of optimization of size of components. In the paper, an analysis of resonant DC-DC switched capacitor converter with voltage gain of two, as well as simulation and experimental results have been presented.
PL
W artykule przedstawiono porównanie parametrów pracy i doboru elementów dla układu przekształtnika DC-DC o przełączanych kondensatorach dla dwóch przypadków realizacji indukcyjności rezonansowej w obwodzie przełączanego kondensatora. Analizowane będą przypadki, w których Indukcyjność uzyskano jako dławik powietrzny zrealizowany w obwodzie drukowanym (PCB) oraz jako dławik z rdzeniem ferrytowym planarnym. Oba przypadki różnią się pod względem możliwej do uzyskania indukcyjności, a także rezystancji i wymaganej powierzchni PCB, co znacząco wpływa na dobór pozostałych elementów w układzie oraz straty energii. W artykule wykazano, w jakim zakresie wartości indukcyjność obwodu przełączanych kondensatorów wpływa korzystnie, a w jakim niekorzystnie ze względu na optymalizację wielkości elementów układu. W artykule przedstawiono analizę układu, wyniki symulacyjne oraz wyniki badań eksperymentalnych przekształtnika rezonansowego DC-DC o przełączanych kondensatorach o podwójnym wzmocnieniu napięcia.
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.
EN
This paper presents an analysis of operation of resonant DC-DC converter in topology of Switched Capacitor Voltage Multiplier (SCVM) under overload conditions. The SCVM operates as a charge pump, thus the energy transfer rate is limited and depends on the switched capacitance and the switching frequency. However an overload of the converter introduces specific operation conditions that can require a special control. The presented research results have an important significance for selection of components of SCVM as well as switching strategy, because the overload can occur as a result of load decrease as well as during the start of the converter. In the paper analytical, simulation and experimental results are presented for the Mosfet-based 200 Watt SCVM.
PL
W artykule przedstawiono analizę możliwości pracy w stanie przeciążenia układu rezonansowego przekształtnika mocy DC-DC podwyższającego napięcie w topologii powielacza napięcie (SCVM – Switched Capacitor Voltage Multiplier). Układ o przełączanych kondensatorach działający na zasadzie pompy ładunku ma ograniczaną moc zdeterminowaną pojemnością przełączanych kondensatorów oraz częstotliwością przełączeń. Jednak przeciążenie przekształtnika wywołuje specyficzny stan pracy, który może wymagać specjalnego sterowania. Badania mają istotny wpływ na dobór sterowania w układzie SCVM, ponieważ przeciążenie może występować jako skutek wpływu odbiornika, ale również przy starcie układu. W artykule przedstawiono badania analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne przekształtnika tranzystorowego SCVM z tranzystorami Mosfet, w zakresie mocy do 200 watów.
EN
The flying-capacitor (FC) topology is one of the more well-established ideas of multilevel conversion, typically applied as an inverter. One of the biggest advantages of the FC converter is the ability to naturally balance capacitor voltage. When natural balancing occurs neither measurements, nor additional control is needed to maintain required capacitors voltage sharing. However, in order to achieve natural voltage balancing suitable conditions must be achieved such as the topology, number of levels, modulation strategy as well as impedance of the output circuitry. Nevertheless this method is effectively applied in various classes of the converter such as inverters, multicell DC-DC, switch-mode DC-DC, AC-AC, as well as rectifiers. The next important issue related to the natural balancing proces is its dynamics. Furthermore, in order to reinforce the balancing mechanism an auxiliary resonant balancing circuit is utilized in the converter which can also be critical in the AC-AC converters or switch mode DC-DC converters. This paper also presents an issue of choosing modulation strategy for the FC converter due to the fact that the natural balancing process is well-established for phase shifted PWM whilst other types of modulation can be more favorable for the power quality.
EN
This paper presents the research results of a multilevel switched capacitor DC-DC converter (MLSCC). The converter, for power electronic applications, can operate in ZCS mode by utilizing resonant circuits for recharging the switched capacitors. The main focus of this article is an in-depth original analysis of the waveforms and the converter voltage ratio. The concept of the converter is verified by simulation results of the circuit in MATLAB/Simulink Sim Power Systems. The formulas given in the mathematical analysis are evaluated for example parameters of the components with the use of numerical approach in MATLAB software. Plot sets are presented in order to judge the influence of the parameters on converter performance. All non-expected relations are explained based on mathematical analysis. The possibilities of the design optimization are identified and presented based on the anticipated results. The present analysis is important for the converter design process and can be used for numerical multi-object optimization to further improve the converter design.
EN
The paper presents investigation results of the natural balancing phenomena in the flying-capacitor SEPIC converters. The SEPIC converters topologies can be reconfigured to the flying-capacitor topology. Owing to this modification the advantageous increase of frequency of the current in the chokes and the decrease of semiconductors voltages can be achieved which is shown in this paper. Similarly to other multilevel flying capacitor topologies the adequate voltage sharing of the flying capacitors is an important issue for safe operation of the converter. The paper focuses on the analysis of the flying capacitor voltages balancing in the converter by natural currents as well as by the application of the additional RLC balancing booster. The paper proves that the natural balancing can be achieved by the specific application of the balancing circuit in the flying-capacitor SEPIC topology and proves the specific differences in the balancing process by natural currents of converter and with the usage of the balancing circuit. An operation of the converter with the balancing circuit and the natural balancing ability is studied here.
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.
PL
W artykule przedstawiono metody realizacji naturalnego równoważenia napięć na kondensatorach wejściowych w jednofazowym trójpoziomowym falowniku dwugałęziowym z diodami poziomującymi. Metody wykorzystują obwód balansujący RLC oraz obwód RLC z transformatorem, co przy odpowiednim sterowaniu umożliwia zapewnienie naturalnego równoważenia napięć na kondensatorach wejściowych. W przypadku zastosowania układu balansującego z transformatorem możliwe jest wyeliminowanie nieaktywnych składowych z prądu balansującego. W wyniku działania metody w stanie zrównoważonego podziału napięć przez obwód balansujący nie płynie prąd, co eliminuje straty energii związane z przepływem prądu balansującego wysokiej częstotliwości i prąd elementów półprzewodnikowych.
EN
The paper presents methods of DC-link voltage natural balancing in the single-phase NPC inverter with two three-level legs. The methods use the RLC balancing circuit and the RLC balancing circuit with transformer. Proper modulation enables DC-link capacitor voltages balancing. In the configuration with the RLC balancing circuit and the transformer the unnecessary components from the balancing current can be eliminated under the balanced state. In a consequence the balancing current in the balanced state disappears decreasing power losses in the converter and current of semiconductor devices.
PL
W artykule opisano stanowisko badawcze do modelowania i weryfikacji w czasie rzeczywistym systemów pozyskiwania energii elektrycznej z paneli fotowoltaicznych. Do implementacji modeli wykorzystano, specjalnie w tym celu zaprojektowane, karty z układami FPGA (rodzina Cyclone III) wyposażone w interfejs cyfrowy oraz 4 kanały z szybkimi przetwornikami C/A. W artykule przedstawiono wyniki uzyskane w efekcie symulacji oraz porównano je z wynikami pomiarów układu rzeczywistego.
EN
The article presents a test bench for modelling and real-time verification of photovoltaic systems. For the model implementation, specially designed card with FPGAs IC (Cyclone III family), digital interface and 4 channel fast DAC converters were used. The article presents simulation results in comparison with experiment results.
17
Content available remote Jednofazowy system fotowoltaiczny dołączany do linii elektroenergetycznej
PL
W artykule przedstawiono aspekty praktycznej realizacji jednofazowego, izolowanego systemu fotowoltaicznego dołączonego do sieci elektroenergetycznej. Artykuł zawiera opis zagadnień technicznych, oraz wyniki praktycznej realizacji pętli synchronizacji fazowej (PLL), przyłączania układu do linii elektroenergetycznej oraz algorytmu poszukiwania mocy maksymalnej (MPPT).
EN
The paper presents aspects of practical implementation of a single-phase, insulated, grid-connected photovoltaic system. Article focuses on the description of technical issues, of the practical implementation of Phase Locked Loop, the connection of the converter to the utility and the implementation Maximum Power Point Tracking algorithm.
EN
The paper presents in details a method and results of Hardware-in-the-Loop real-time simulation of switch-mode converters in FPGA based hardware. A mathematical description of DC-DC boost converter model, its FPGA-based implementation and debugging results are presented. The results are compared with Simulink model and practical converter. The presented method of simulation can be used for verification of discrete control in designed converters and also as an educational platform.
PL
W artykule przedstawiono w szczegółach metodę i rezultaty symulacji przekształtników impulsowych zrealizowane w układach FPGA. Przedstawiono opis matematyczny modelu przekształtnika DC-DC podnoszącego napięcie, jego implementację w układzie FPGA oraz wyniki. Wyniki z modelu są porównywane z modelem zbudowanym w pakiecie Simulink oraz z praktyczną realizacją układu. Zaprezentowana metoda symulacji może zostać zastosowana do weryfikacji sterowania dyskretnego w projektowanych przekształtnikach oraz jako platforma edukacyjna.
PL
Niniejszy artykuł podejmuje kwestię modelowania i wyliczania strat energii, powstałych podczas pracy jednofazowego mostkowego falownika napięcia, zastosowanego w zamodelowanym systemie fotowoltaicznym czasu rzeczywistego. System ten został zrealizowany i testowany w układzie FPGA z serii Cyclone II. Przedstawiona koncepcja obliczania mocy strat wykorzystanych tranzystorów IGBT i elementów diodowych, umożliwia wyznaczanie na bieżąco sprawności modułu falownikowego.
EN
This paper concerns modeling and computation of power losses in one-phase voltage inverter (VSI), used in real-time model of gridconnected photovoltaic system. This power electronic circuit was implemented and performed in Cyclone II FPGA device. Presented idea of IGBT and diode semiconductor power losses calculation enables real-time estimation of voltage inverter efficiency.
20
Content available remote Modele czasu rzeczywistego ogniw fotowoltaicznych zrealizowane w układach FPGA
PL
W artykule przedstawiono koncepcję modeli czasu rzeczywistego ogniw fotowoltaicznych zrealizowanych w układzie FPGA, która umożliwia prototypowanie rozbudowanych systemów fotowoltaicznych oraz testowanie sterowania, znacznie skracając czas i koszty badań. Sprzętowa realizacja modelu ogniwa fotowoltaicznego w układzie FPGA, może w wielu przypadkach zastąpić sprzętowe symulatory ogniw fotowoltaicznych, często wykorzystywane do prototypowania systemów fotowoltaicznych, oferując lepsze parametry i niższe koszty.
EN
The paper presents a conception of FPGA-based real-time models of photovoltaic (PV) sources. The method offers new capabilities in prototyping the PV systems and testing their control, reducing time and costs of the investigations. Hardware implementation of a PV cell model in an FPGA device can in some cases replace hardware photovoltaic simulators (which are often used in prototyping new photovoltaic system), offering better parameters and lower overall costs.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.