LARGE RAPPORT DE BOOST DANS UN CONVERTISSEUR DE RÉSEAU QUASI-IMPÉDANCE UTILISANT LA TECHNIQUE DE RÉDUCTION DES POINTES DE TENSION DE COMMUTATION

Auteurs

  • HARIKA SRIDHARAN Department of EEE, REC Lab, Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Chennai - 603110, Tamil Nadu, India Author
  • SEYEZHAI RAMALINGAM Department of EEE, REC Lab, Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Chennai - 603110, Tamil Nadu, India Author
  • JAWAHAR ARUMUGAM Department of ECE, Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Chennai - 603110, Tamil Nadu, India Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.3.2

Mots-clés :

Convertisseur de source à quasi-impédance modifiée, Convertisseur de source conventionnel à quasi-impédance, Condensateur commuté, Inductance seule ; Intégré, Ondulation de tension, contrainte de tension, Gain de tension

Résumé

Les convertisseurs élévateurs élevés sont largement utilisés pour les applications d’énergie solaire. En cela, les convertisseurs de source d'impédance sont généralement préférés car ils présentent une caractéristique particulière de gain élevé à un faible cycle de service. Cependant, les convertisseurs de source d'impédance traditionnels ont un rapport cyclique limité et des contraintes élevées sur le réseau et l'appareil. Ainsi, cet article présente un nouveau type de convertisseur continu-continu à source quasi-impédance. Le convertisseur proposé présente un fonctionnement à rapport de suralimentation élevé utilisant une technique de réduction des pointes de tension de commutation. Cela réduit le stress sur le réseau ainsi que sur l’appareil. Les performances de la topologie proposée ont été étudiées par rapport à plusieurs types de convertisseurs de source quasi-impédance tels qu'un condensateur commuté, une inductance seule, intégré et un convertisseur de source quasi-impédance conventionnel. Les résultats montrent clairement que la topologie de convertisseur de source à quasi-impédance modifiée projetée a un rendement élevé de 92 %. Les modes de fonctionnement et l'étude comparative de la topologie modifiée sont présentés. Une configuration de laboratoire de 60 W est développée pour étudier les performances du convertisseur suggéré, et les résultats de la simulation sont vérifiés expérimentalement.

Références

(1) P.C. Ghosh, P.K. Sadhu, S. Das, A high-performance Z-source resonant inverter for contactless power transfer, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 62, 3, pp. 282–287, (2017).

(2) L. Barote, C. Marinescu, I. Șerban, Energy storage for a stand-alone wind energy conversion system, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg.,55, 3, pp. 235–242, (2010).

(3) V.V. Subrahmanya, K. Bhajana, P. Drabek, A new non-isolated zero current switching bidirectional buck-boost dc-dc converter for energy storage systems, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 61, 2, pp. 183–187 (2016).

(4) M. Forouzesh, Y.P. Siwakoti, S.J. Gorji, F. Blaabjerg, B. Lehman, Step-up dc–dc converters: a comprehensive review of voltage-boosting techniques, topologies, and applications, IEEE Transactions on Power Electronics, 32, 12, pp. 9143-9178 (2017).

(5) N. Boujelben, F. Masmoudi, M. Djemel, M., N. Derbel, Design and comparison of quadratic boost and double cascade boost converters with boost converter, In 14th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices (2017).

(6) G. Spiazzi, D. Biadene, S. Marconi, A. Bevilacqua, Nonisolated high-step-up dc–dc converter with minimum switch voltage stress, IEEE Transaction on Power Electronics, 34, 2, pp. 1470-1480 (2019).

(7) H. Chen, X. Hu, Y. Huang, M. Zhang, B. Gao, Improved dc–dc converter topology for high step-up applications, IET Circuits, Devices and Systems, 13, 1, pp. 51-60 (2019).

(8) G. Wu, X. Ruan, Z. Ye, High step-up dc–dc converter based on switched capacitor and coupled inductor, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 65, 7, pp. 5572-5579 (2018).

(9) M.A. Salvador, T.B. Lazzarin, R.F. Coelho, High step-up dc–dc converter with active switched-inductor and passive switched-capacitor networks, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 65, 7, pp. 5644–5654 (2018).

(10) Y. Zhang, Y. Gao, J. Li, M. Sumner, Interleaved switched-capacitor bidirectional dc-dc converter with wide voltage-gain range for energy storage systems, IEEE Transaction on Power Electronics, 33 5, pp. 3852– 3869 (2018).

(11) H. Shen, B. Zhang, D. Qiu, L. Zhou, A common grounded Z-source dc–dc converter with high voltage gain, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63, 5, pp. 2925–2935 (2016).

(12) A. Chub, D. Vinnikov, F. Blaabjerg, F.Z. Peng, A review of galvanically isolated impedance-source dc–dc converters, IEEE Transaction on Power Electronics, 31, 4, pp. 2808–2828 (2016).

(13) D. Vinnikov, A. Chub, E. Liivik, I. Roasto, High-performance quasiZ-source series resonant dc–dc converter for photovoltaic module-level power electronics applications, IEEE Transaction on Power Electronics, 32, 5, pp. 3634–3650 (2017).

(14) Y. Zhang, Q. Liu, J. Li, M. Sumner, A common ground switched quasi-Z-source bidirectional dc-dc converter with wide-voltage-gain range for EVs with hybrid energy sources, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 65, 6, pp. 5188–5200 (2018).

(15) S.A. Gorji, M. Ektesabi, J. Zheng, Isolated switched-boost push–pull dc–dc converter for step-up applications, Electronics Letters, 53, 3, pp. 177-179 (2017).

(16) S. Hasanpour, A. Baghramian, H. Mojallali, A modified SEPIC Based high step-up dc–dc converter with quasi-resonant operation for renewable energy applications, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 66, 5, pp. 3539-3549 (2019).

(17) K. Li, Y. Hu, A. Ioinovici, Generation of the large dc gain step-up non-isolated converters in conjunction with renewable energy sources starting from a proposed geometric structure, IEEE Transactions on Power Electronics, 32, 7, pp. 5323-5340 (2017).

(18) J. Saavedra-Pinto, C.R. Baier, M. DÍaz-Bustos, E. Espinosa, P.E. MelÍn, Predictive control of a single-phase trans-z source converter, IEEE CHILEAN Conference on Electrical, Electronics Engineering, Information and Communication Technologies (CHILECON), Valparaiso, Chile, pp. 1-6 (2019).

(19) A. Narula, V. Verma, PV fed cascaded modified t source converter for dc support to grid coupled inverters, In IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), Chennai, India, pp. 1-6 (2018).

(20) R. Reddivari, D. Jena, T.N. Gautham, Analysis, design, and performance evaluation of differential-mode y-source converters for voltage spikes mitigation, IEEE Transactions on Industry Applications, 56, 6, pp. 6701-6710 (2020).

(21) A. Ayachit, P.Y. Siwakoti, V.P.N Galigekere, M.K. Kazimierczuk, F. Blaabjerg, Steady-State and Small-Signal Analysis of A-Source Converter, IEEE Transactions on Power Electronics, 33, 8 (2018).

(22) M. Zolfaghari, V. Nurmanova, M. Bagheri, G.B. Gharehpetian, Adaptive gain-regulating-based control of parallel-connected γ-Z-source power converters in hybrid microgrids, 9th International Conference on Renewable Energy Research and Application (ICRERA), Glasgow, United Kingdom, pp. 321-325 (2020).

(23) G.R. Dhikale, G.N. Jadhav, Design and analysis of TZ-source inverter for integration of renewable energy, In IEEE 7th Power India International Conference (PIICON), Bikaner, pp. 1-6 (2016).

(24) D. Vinnikov, A. Chub, E. Liivik, I. Roasto, High-performance quasi-Z-source series resonant dc–dc converter for photovoltaic module-level power electronics applications, IEEE Transactions on Power Electronics, 32, 5, pp. 3634-3650 (2017).

(25) M. Forouzesh, A. Abdelhakim, Y. Siwakoti, F. Blaabjerg, Analysis and design of an energy regenerative snubber for magnetically coupled impedance source converters, IEEE Applied Power Electronics Conf. and Exp. (APEC), San Antonio, TX, pp. 2555-2561 (2018).

(26) X. Zhu, B. Zhang, High step-up quasi-z-source dc–dc converters with single switched capacitor branch, Journal of Modern Power Systems and Clean Energy, 5, 4, pp. 537–547 (2017).

(27) X. Zhu, B. Zhang, Z. Li, H. Li, L. Ran, Extended switched-boost dc-dc converters adopting switched-capacitor/switched-inductor cells for high step-up conversion, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electron., 5, 3, pp. 1020–1030 (2017).

(28) T.N. Gautham, R. Reddivari, D. Jena, design implementation of high boost embedded semi quasi-zsi for photovoltaic system applications, In Global Conference for Advancement in Technology (GCAT), Bengaluru, India, pp. 1-6 (2019).

(29) Himanshu, R. Khanna, N. Jain, A survey on various topologies of z-source inverters, SSRG International Journal of Electrical and Electronics Engineering (SSRG-IJEEE), 3, 7 (2016).

(30) J. Liu, J. Wu, J. Qiu, J. Zeng, Switched z-source/quasi-z-source dc-dc converters with reduced passive components for photovoltaic systems, IEEE Access, 7, pp. 40893-40903 (2019).

Téléchargements

Publiée

2023-10-12

Numéro

Rubrique

Électrotechnique et électroénergétique | Electrical and Power Engineering

Comment citer

LARGE RAPPORT DE BOOST DANS UN CONVERTISSEUR DE RÉSEAU QUASI-IMPÉDANCE UTILISANT LA TECHNIQUE DE RÉDUCTION DES POINTES DE TENSION DE COMMUTATION. (2023). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 68(3), 259-265. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.3.2