ارائه رابطه‌ای جامع برای محاسبه اندوکتانس بحرانی در یک مبدل DC-DC کاهنده با تعداد ورودی‌های دلخواه
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتر
کلید واژه: مبدل کاهنده چندورودیاندوکتانس بحرانیمد هدایت بحرانیشارژ و دشارژ باتری,
چکیده مقاله :
میزان اندوکتانس سلف، یکی از عوامل تعیین‌کننده نوع عملکرد مبدل (مد هدایت پیوسته، بحرانی یا ناپیوسته) می‌باشد. در کاربردهایی نظیر استخراج از معادن، می‌توان با انتخاب مناسب مقدار اندوکتانس، عملکرد مبدل را در مد هدایت پیوسته تثبیت کرده و امنیت کافی برای چنین کاربردهایی را تأمین نمود. بنابراین محاسبه اندوکتانس بحرانی و انتخاب مقدار مناسب سلف از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این مقاله، یک مبدل dc-dc غیر ایزوله کاهنده چندورودی پرکاربرد معرفی می‌گردد. سپس حالت‌های کاری و همچنین فرایند انتقال انرژی در آن به طور کامل مورد بررسی قرار می‌گیرد. در ادامه، مقدار اندوکتانس بحرانی مبدل برای تعداد ورودی‌های 3 و 4 محاسبه می‌شود و در نهایت با استفاده از استدلال استقرایی، رابطه‌ای جامع برای محاسبه اندوکتانس بحرانی مبدل با هر تعداد دلخواهی از ورودی‌ها ارائه می‌گردد. رابطه جامع پیشنهادی، علاوه بر کاهش حجم و زمان محاسبات طراحی مبدل، دید بسیار بهتری نیز از نحوه عملکرد آن در اختیار قرار می‌دهد. مبدل مورد نظر در محیط نرم‌افزار PSCAD/EMTDC مدل‌سازی و شبیه‌سازی شده و نمونه آزمایشگاهی آن نیز ساخته شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها و همچنین نتایج عملی اخذشده، صحت روابط پیشنهادی را تأیید می‌کنند.
critical inductance is one of the factors that decides continuous, boundary or discontinuous conduction mode of dc-dc converters. In applications like mining, the Continuous Conduction Mode (CCM) and consequently safety of converter can be guaranteed by proper selection of inductance. So, calculation of critical inductance and proper sizing of inductor is an important issue in designing of dc-dc converters. In this paper, a non-isolated n-input buck dc-dc converter is introduced. Then, the operational modes and energy transfer process is investigated and discussed in detail. The critical inductance is calculated for 3 and 4-input versions. Using the inductive reasoning, a generalized relationship is proposed for calculation of critical inductance of converter with any number of inputs (n-input version). The proposed generalized relationship not only reduces the amount and time of calculation in design stage, but also presents a better view of performance of converter. The 3 and 5-input version of converter has been modeled and simulated in PSCAD/EMTDC software. Also, the 3-input version of converter has been practically implemented. The obtained simulation and experimental results confirm the validity of proposed generalized relationship for critical inductance calculation of n-input buck dc-dc converter.