طراحی و شبیه‌سازی مبدل بسیار افزاینده dc/dc برای خودروهای الکتریکی پیل سوختی

فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 27 اسفند 1402

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30486/teeges.2024.1997130.1096

نویسندگان

ماهر عبدالنبی الوان¹؛ غضنفر شاهقلیان^{* 2}؛ مجید دلشاد³

¹دانشکده مهندسی برق، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، خوراسگان، اصفهان، ایران

²دانشکده مهندسی برق، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران

³دانشیار مهندسی برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان

چکیده

مبدل‌های بسیار افزاینده در خودروهای برقی کاربرد وسیعی دارند زیرا استفاده از باطری و پیل سوختی باعث می‌شود که برای درایو موتور الکتریکی سطح ولتاژ افزایش یابد. از مشکلات مبدل‌های افزاینده، افزایش حجم و وزن به علت ترانسفورماتورهای افزاینده است. تاکنون روش‌های متنوع مانند خازن سوییچ شونده، سلف تزویج شده و مدارهای ضرب‌کننده برای حذف ترانسفورماتور و کاهش حجم و وزن مدار استفاده شده است. برای کاهش بیشتر حجم و وزن مدار لازم است تا فرکانس کلیدزنی افزایش یابد و که تنها با استفاده از روش کلیدزنی نرم امکان‌پذیر است. استفاده از سوییچ کمکی برای ایجاد شرایط کلیدزنی نرم در اکثر روش‌ها مرسوم است زیرا عدم استفاده از سوییچ کمکی استرس ولتاژ و جریان به مدار تحمیل می‌کند. در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده با مدار کمکی گذار ولتاژ صفر (ZVT) ارائه شده که شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر برای روشن شدن سوییچ و کلیدزنی در ولتاژ صفر برای خاموش شدن سوییچ فراهم می‌کند. استرس ولتاژ مبدل بسیار پایین است و تمام دیودها به‌صورت کلیدزنی در جریان صفر خاموش می‌شوند و لذا مشکل بازیابی معکوس ندارند. همچنین خازن کلمپ علاوه بر جذب انرژی سلف نشتی به افزایش بهره مبدل کمک می‌کند. مبدل ارائه شده در نرم افزار پی-اسپایس شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از یک نمونه اولیه آزمایشگاهی، اثربخشی و امکان‌سنجی مبدل مورد مطالعه و مناسب بودن آن برای وسایل نقلیه الکتریکی پیل سوختی را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

خازن کلمپ؛ کلیدزنی در جریان صفر؛ کلیدزنی در ولتاژ صفر؛ مبدل بسیار افزاینده