دانلود شبیه سازی مقاله تحلیل و پیاده سازی مبدل DC – DC دو جهته

پیاده سازی مبدل DC – DC

مبدل های DC-DC دو جهتی برای انتقال توان بین دو منبع DC در هر دو جهت بکار می روند. این مبدل ها در سیستم های کاربردی همچون سیستم تامین انرژی خودروهای برقی هیبریدی، منبع برق بدون وقفه، سیستم توان هیبریدی پیل سوختی، سیستم توان هیبریدی خورشیدی، شارژهای باتری بکار می روند. انواع گوناگونی از مبدل های DC-DC دو جهته مورد پژوهش قرار گرفته اند. مبدل های DC-DC فلای بک دوسویه بدلیل ساختار و کنترل ساده جذابیت زیادی دارند. البته این مبدل ها از تنش ولتاژ بالا روی دستگاه های قدرت رنج می برند ، علت انرژی القاگر نشتی ترانسفورماتور است. به منظور بازیافت انرژی القاگر نشتی ، و حداقل سازی تنش ولتاژ وارده به دستگاه های قدرت، برخی پژوهش ها تکنیک های بازتولید انرژی ، برای اتصال تنش ولتاژ به دستگاه های قدرت ، و بازیافت انرژی القاگر نشتی را پیشنهاد دادند. برخی تحقیقات راجع به مبدل های DC-DC ایزوله دوسویه تحقیق نموده اند. آن ها خود به دو نوع نیم پُل، و پُل کامل تقسیم می شوند. این مبدل ها بهره ولتاژ افزاینده/ کاهنده زیادی را به ارمغان می آورند و این کار را از طریق تنظیم نسبت دور ترانسفورماتور انجام می دهند. در کاربردهای غیرایزوله، مبدل های DC-DC غیرایزوله دو جهته شامل انواع بوست / باک ساده، چندسطحی، سه سطحی، سپیک / زتا، خازن سوئیچ شده و القاگر تزویجی پیشنهاد شده اند. نوع چند سطحی از نوع مبدل های بدون آهنربا است، اما در این مبدل از 12 سوئیچ استفاده شده است. در صورتی که بهره های ولتاژ افزایشی/ کاهشی بیشتری مورد نیاز باشند، از سوئیچ های بیشتری استفاده می شود. این مدار کنترلی پیچیده تر می شود. در نوع سه سطحی، تنش ولتاژ روی سوئیچ ها ، تنها نصف نوع قدیمی است. البته بهره های ولتاژ افزایشی/ کاهشی پایین هستند. بدلیل اینکه مبدل سپیک / زتا از ترکیب دو مرحله تبدیل توان ساخته شده است، لذا بازدهی تبدیل کاهش می یابد. انواع خازن سوئیچ شده و القاگر تزویجی بهره های ولتاژ افزایشی- کاهشی زیادی را فراهم می کنند ، البته پیکربندی مدارات مربوطه پیچیده است.

در این پروژه ، یک مبدل DC-DC دوجهته جدید پیشنهاد شده است. پیکربندی مداری مبدل پیشنهادی بشدت ساده است. مبدل پیشنهادی از القاگر تزویجی ، با دور سیم پیچ یکسان در سمت های اولیه و ثانویه استفاده می کند. در حالت افزایشی، سیم پیچ های اولیه و ثانویه القاگر تزویجی به صورت موازی شارژ و به صورت سری تخلیه می شوند تا بهره ولتاژ افزایشی خوبی را بدست بیاورند. در حالت کاهشی، سیم پیچ های اولیه و ثانویه القاگر تزویجی به صورت سری شارژ و به صورت موازی تخلیه می شوند تا بهره ولتاژ کاهشی مناسبی حاصل بشود. بدین ترتیب مبدل پیشنهادی دارای بهره های ولتاژ افزایشی/ کاهشی بیشتری در مقایسه با مبدل باک- بوست DC-DC سنتی است. به ازای مشخصات الکتریکی یکسان برای مبدل پیشنهادی و مبدل باک- بوست دو جهتی سنتی، میانگین جریان سوئیچ در مبدل پیشنهادی کمتر از مبدل بوست / باک سنتی دو جهته است. اصول عملکردی و تحلیل حالت پایدار با جزئیات مطرح شده اند. در نهایت، یک نمونه مدار 14.42 ولت برای تایید عملکرد سیستم دو باتری خودرویی پیاده سازی شده است.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تصاویری از محیط شبیه سازی و خروجی های آن قرار داده شده است:

مبدل DC-DC دو جهته یک قطعه الکترونیکی است که امکان تبدیل ولتاژ مستقیم (DC) را در هر دو جهت فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، این مبدل می‌تواند هم ولتاژ ورودی را افزایش دهد (بوست) و هم آن را کاهش دهد (باک). این ویژگی منحصر به فرد، مبدل‌های دو جهته را به ابزاری بسیار کاربردی در سیستم‌های الکترونیکی تبدیل کرده است. با استفاده از این مبدل‌ها می‌توان انرژی را در دو جهت جریان داد، باتری‌ها را شارژ و دشارژ کرد و همچنین به عنوان یک رابط بین منابع مختلف انرژی عمل کرد. در واقع، مبدل‌های دو جهته نقش کلیدی در مدیریت انرژی در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مدرن ایفا می‌کنند.