سکینه بخشی - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی برق- قدرت دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تربیت مدرس
رضا بیرانوند - دانشیار دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تربیت مدرس

در این مقاله، یک مبدل dc-dc افزاینده با بهره ولتاژ بالا ارائه شده است. نحوه اتصال شبکه منبع امپدانسی به یک مبدل افزاینده چندبرگی سبب شده که این ساختار برای دستیابی به مزایای هر دو روش مبدلهای منبع امپدانسی و چندبرگی ارتقا یافته و مزایای هر دو را محقق سازد. با استفاده از روش مدولاسیون PWM جهت کنترل خروجی، در این مبدل شرایط کلیدزنی نرم به صورت ZVS در لحظه روشن شدن برای نیمه هادیهای فعال و همچنین کلیدزنی نرم بصورت ZCS در لحظه روشن و خاموش شدن برای دیودهای قدرت مبدل فراهم می شود. تحقق کلیدزنی نرم برای کلیدهای قدرت و دیودها سبب کاهش نویز و تلفات کلیدزنی و افزایش بازده مبدل می شود و مکان طراحی مبدل جهت کار در فرکانسهای بالا، در صورت دردسترس بودن قطعات مناسب، وجود دارد تا بتوان اندازه و حجم قطعات غیرفعال از جمله سلف، خازن، و فیلترها را کاهش داد تا چگالی توان افزایش یابد. همچنین، کلیدزنی نرم با کاهش تنشهای لحظه ای ولتاژ و جریان در ادوات مبدل، به افزایش عمر مفید آنها کمک می کند. جهت نشان دادن عملکرد صحیح مبدل ارائه شده، علاوه بر شبیه سازی و تحلیل ریاضی، یک نمونه آزمایشگاهی از آن نیز طراحی و ساخته شده و نتایج تجربی و آزمایشگاهی در شرایط مختلف ارائه شده است. در اینجا، با وجود تغییرات ولتاژ ورودی ۵۰-۴۰ ولت و توان خروجی ۴۰۰-۲۰۰ وات، با کنترل مناسب پهنای پالس در فرکانس کلیدزنی ۱۰۰ کیلوهرتز، مقدار ولتاژ خروجی در مقدار ۴۰۰ ولت تثبیت شده است. همچنین بیشترین مقدار بازده مبدل در شبیه سازی ۹۶ درصد و در نمونه آزمایشگاهی ساخته شده ۹۲/۵ درصد بدست آمده است. با توجه به اینکه نویز و تلفات کلیدزنی مبدل به طور موثر کاهش می یابند، در صورت لزوم جهت افزایش بازده می توان از ادوات نیمه هادی و قطعات با تلفات هدایت کمتر استفاده نمود.

شبکه منبع امپدانسی, مبدل چندبرگی, مبدل dc-dc با بهره ولتاژ بالا, PWM, ZCS و ZVS