CONVERTISSEUR ÉLÉVATEUR QUADRATIQUE À DOUBLE COMMUTATEUR INTÉGRÉ À HAUT GAIN POUR APPLICATIONS DE VÉHICULES ÉLECTRIQUES
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2025.4.11Mots-clés :
Convertisseur à gain élevé, Véhicules électriques légers (LEV), Condensateur à commutation active, Cellule multiplicatrice de tension (VMC), Structure d'amplification quadratiqueRésumé
Le développement rapide des véhicules électriques dans l'industrie automobile ouvre la voie à la mise en place de convertisseurs CC-CC. Cet article propose un convertisseur CC-CC à gain élevé, avec un nombre réduit de composants, pour les applications de véhicules électriques légers (LEV). Lorsque les convertisseurs sont montés en cascade pour obtenir un gain maximal, il est recommandé de modifier la topologie en intégrant un multiplicateur de tension et un condensateur de commutation avec une structure d'amplification quadratique. Ce convertisseur offre un gain remarquable de 496. De plus, la partie théorique de ce travail couvre les performances 496 du convertisseur présenté. En outre, MATLAB/Simulink est utilisé pour simuler la configuration proposée, ce qui confirme les résultats théoriques, et un prototype de laboratoire de 100 W est fabriqué et testé afin de vérifier les performances du convertisseur présenté.
Références
(1) S.S.G. Acharige, M.E. Haque, M.T. Arif, N. Hosseinzadeh, K.N. Hasan, and A.M.T. Oo, Review of electric vehicle charging technologies, standards, architectures, and converter configurations, IEEE Access, 11, pp. 41218–41255 (2023).
(2) L. Devarajan and S.S. Chellathurai, Aquila optimized nonlinear control for DC-DC boost converter with constant power load, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., 69, 4, pp. 419–424 (2024).
(3) R. Venugopal, B. Chandrasekar, A.D. Savio, R. Narayanamoorthi, K.M. Aboras, H. Kotb, Y.Y. Ghadi, M. Shouran, and E. Elgamli, Review on Unidirectional non-isolated high gain DC–DC converters for EV sustainable DC fast charging applications, IEEE Access, 11, pp. 78299–78338 (2023).
(4) S. Latreche, B. Babes, and A. Bouafassa, Design and real-time implementation of synergetic regulator for a DC-DC boost converter, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., 69, 3*, pp. 305–310 (2024).
(5) H. Sridharan and R. Ramalingam, Wide boost ratio in quasi-impedance network converter using switch voltage spike reduction technique, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., 68, 3, pp. 259–265 (2023).
(6) M. Kalarathi, J. Gnanavadivel, and K. Jayanthi, High boost DC-DC converter based on switched inductor, switched capacitor, and voltage multiplier cell, Iran J Sci Technol Trans Electr Eng, 48, pp. 965–978 (2024).
(7) K.-I. Hwu and W.-Z. Jiang, Isolated step-up converter based on flyback converter and charge pumps, IET Power Electron, 7, 9, pp. 2250–2257 (2014).
(8) M.-K. Nguyen, Y.-C. Lim, J.-H. Choi, and G.-B. Cho, Isolated high step-up DC-DC converter based on quasi-switched-boost network, IEEE Trans. Ind. Electron, 63, 12, pp. 7553–7562 (2016).
(9) P. Upadhyay and R. Kumar, A high-gain cascaded boost converter with reduced voltage stress for PV application, Solar Energy, 183, pp. 829–841 (2019).
(10) T. Nouri, N.V. Kurdkand, and M. Shaneh, A novel interleaved high step-up converter with built-in transformer voltage multiplier Cell, IEEE Trans. Ind. Electron, 68, 6, pp. 4988–4999 (2021).
(11) M.S. Bhaskar, N. Gupta, S. Selvam, D.J. Almakhles, P. Sanjeevikumar, J.S.M. Ali, and S. Umashankar, A new hybrid zeta-boost converter with active quad switched inductor for high voltage gain, IEEE Access, 9, pp. 20022–20034 (2021).
(12) A.M.S.S. Andrade, T.M.K. Faistel, R.A. Guisso, and A. Toebe, Hybrid high voltage gain transformerless DC–DC converter, IEEE Trans. Ind. Electron, 69, 3, pp. 2470–2479 (2022).
(13) A.M.S.S. Andrade, T.M.K. Faistel, and R.A. Guisso, Single-switch high-efficiency hybrid boost - Cuk DC/DC converter with high-voltage gain and low-voltage stress, IET Power Electron, 13, 12, pp. 2538–2546 (2020).
(14) A. Nadermohammadi, M. Maalandish, A. Seifi, P. Abolhassani, S.H. Hosseini, and M. Farsadi, A non-isolated single-switch ultra-high step-up DC–DC converter with coupled inductor and low-voltage stress on switch, IET Power Electron, 17, 2, pp. 251–265 (2024).
(15) J. Ai, M. Lin, and M. Yin, A family of high step-up cascade DC–DC converters with clamped circuits, IEEE Trans. Power Electron, 35, 5, pp. 4819–4834 (2020).
(16) H. Chen, X. Hu, Y. Huang, M. Zhang, and B. Gao, Improved DC–DC converter topology for high step-up applications, IET Circuits, Devices Syst, 13, 1, pp. 51–60 (2019).
(17) A. Goudarzian, Continuous sliding mode approach for a self-lift Luo converter via high-order switching manifold, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., 67, 1, pp. 33–40 (2022).
(18) G. Sivaraj and P. Karpagavalli, Novel double switch voltage lift Cuk converter, Journal of Power Electronics, 23, 1, pp. 23–34 (2023).
(19) N. Subhani, Z. May, M.K. Alam, I. Khan, M.A. Hossain, and S. Mamun, An improved non-isolated quadratic DC–DC boost converter with ultra high gain ability, IEEE Access, 11, pp. 11350–11363 (2023).
(20) J. Gnanavadivel, K. Jayanthi, S. Vasundhara, K.V. Swetha, and K.J. Keerthana, Analysis and design of high gain DC-DC converter for renewable energy applications, Automatika, 64, 3, pp. 408–421 (2023).
(21) K. Jayanthi, J. Gnanavadivel, B.G. Priyadharcini, and R.I. Fathima, Design and implementation of switched capacitor-based high gain converter, Int. J. Electron (2024).
(22) S. Khan, M. Zaid, A. Mahmood, A.S. Nooruddin, J. Ahmad, M.L. Alghaythi, B. Alamri, M. Tariq, A. Sarwar, and C.-H. Lin, A New transformerless ultra high gain DC-DC converter for DC microgrid application, IEEE Access, 9, pp. 124560–124582 (2021).
(23) K. Jayanthi and J. Gnanavadivel, An analytical design and analysis of a high-gain switched inductor voltage multiplier cell power converter, Automatika, 65, 3, pp. 1110–1112 (2024).
(24) T. Shanthi, S.U. Prabha, and K. Sundaramoorthy, Non-isolated n-stage high step-up DC-DC converter for low voltage DC source integration, IEEE Trans. Energy Convers, 36, 3, pp. 1625–1634 (2021).
(25) M.F. Baba, A.V. Giridhar, and B.L. Narasimharaju, Active switched-capacitor based ultra-voltage gain quadratic boost DC-DC converters, Int. J. Circ. Theor. Appl,. 51, 3, pp. 1389–1416 (2023).
(26) A.B. Reddy, S.N. Mahato, and N. Tewari, Dual switch ultra-high gain DC–DC converter with low voltage stress, Int. J. Electron. Commun, 173, 154995 (2024).
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