مبدل های الکترونیک قدرت
جلیل جلیلی؛ سید محمد مهدی میرطلائی؛ محمدرضا محمدی؛ بهروز مجیدی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 18 خرداد 1401
چکیده
در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم غیرهایزوله بسیار افزاینده ولتاژ ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست و دو سلول ضربکننده ولتاژ است. در این مبدل برای تحقق افزایش بهره ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده شده است. این مبدل در مقایسه با مبدلهای مشابه دارای بهره ولتاژ بالاتری است. با استفاده از یک مدار کلمپ اکتیو شرایط ...
بیشتر
در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم غیرهایزوله بسیار افزاینده ولتاژ ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست و دو سلول ضربکننده ولتاژ است. در این مبدل برای تحقق افزایش بهره ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده شده است. این مبدل در مقایسه با مبدلهای مشابه دارای بهره ولتاژ بالاتری است. با استفاده از یک مدار کلمپ اکتیو شرایط کلیدزنی نرم در ولتاژ صفر برای کلیدهای مبدل بهوجود آمده است. همچنین تنش ولتاژ بر روی کلیدها پایین است. کاهش تنش ولتاژ بر روی کلیدهای مبدل باعث کاهش مقاومت هدایتی کلیدها و بنابراین باعث کاهش تلفات هدایتی می‌شود. در این مقاله عملکرد اولیه مبدل بهطور کامل تشریح شده و نتایج شبیه‌سازی و یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده برای ولتاژ ورودی 20 ولت و خروجی 400 ولت در توان 200 وات بهطور کامل ارائه شده است.
مبدل های الکترونیک قدرت
امید شریفیانا؛ مجید دهقانی؛ غضنفر شاهقلیان؛ سید محمد مهدی میرطلائی؛ مسعود جباری
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، ، صفحه 1-29
چکیده
چکیده: تولید انرژی الکتریکی پاک از اساسی‌ترین نیازهای پیش روی بشر امروز است. از این رو استفاده از نیروگاه‌هایی تولید برق که سوخت‌های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست (انرژی‌های نو) به‌عنوان سوخت پایه آن‌هاست، بشدت مورد اقبال قرار گرفته است. حال آنکه سطح ولتاژ خروجی نیروگاه‌های محلی تولید انرژی الکتریکی بر پایه انرژی‌های نو، به ...
بیشتر
چکیده: تولید انرژی الکتریکی پاک از اساسی‌ترین نیازهای پیش روی بشر امروز است. از این رو استفاده از نیروگاه‌هایی تولید برق که سوخت‌های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست (انرژی‌های نو) به‌عنوان سوخت پایه آن‌هاست، بشدت مورد اقبال قرار گرفته است. حال آنکه سطح ولتاژ خروجی نیروگاه‌های محلی تولید انرژی الکتریکی بر پایه انرژی‌های نو، به عنوان ولتاژ ورودی طبقات بعدی (اینورترها و ...)، پایین است. از این‌رو محققان سعی کرده‌اند با استفاده از مبدلهای افزایندهDC/DC این عیب را برطرف سازند. ساختارهای مربوط به این مبدل‌ها بر اساس انتظارات طراح مانند ضریب بهره ولتاژ، توان خروجی، بازده، مشخصات ولتاژ ورودی و ... متفاوت است. مبدلهای افزاینده به کمک کلیدزنی و ذخیره انرژی در سلف خود، وظیفه افزایش ولتاژ DC را بر عهده دارند. اما همین ساختار ساده را میتوان به کمک ترفندهای جدید همچون، استفاده از تزویج مغناطیسی، افزودن مدارات افزاینده غیر فعال به ساختار مبدل، ایجاد ساختارهای کامل‌تر با بهره بردن از چندین کلید اکتیو و حتی ترکیب چند ساختار با هم به نقطه مطلوبی از نظر بهره ولتاژ رساند. از سوی دیگر با روش‌های کلیدزنی نرم ( رزونانس و اسنابر و ...) راندمان مبدلهای افزاینده در محدوده قابل قبولی قرار می‌گیرند. در این مقاله، انواعی از نیروگاه‌های بر پایه انرژی‌های نو و سپس مبدلهای افزاینده که از اساسی‌ترین ارکان یک نیروگاه بر پایه انرژی‌های نو هستند، از نظر ساختارهای افزاینده و روش‌های کاربردی جهت بهینه‌سازی این مبدل‌ها به خصوص از نظر کاهش تلفات و افزایش راندمان دسته‌بندی شده است.
مبدل های الکترونیک قدرت
معین شهسواری؛ سید محمد مهدی میرطلائی
دوره 12، شماره 46 ، شهریور 1400، ، صفحه 33-48
چکیده
امروزه آرایه‌هایی خورشیدی، پیل‌های سوختی و انرژی باد به عنوان منابع انرژی پاک بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. این منابع می‌توانند انرژی خود را به شبکه برق و یا به طور مستقیم به مصرف کننده تحویل دهند. معمولا سطح ولتاژ تولیدی در این منابع، پایین و نیاز به افزایش سطح ولتاژ می‌باشد. برای حل این مشکل میتوان از مبدلهای بهره ...
بیشتر
امروزه آرایه‌هایی خورشیدی، پیل‌های سوختی و انرژی باد به عنوان منابع انرژی پاک بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. این منابع می‌توانند انرژی خود را به شبکه برق و یا به طور مستقیم به مصرف کننده تحویل دهند. معمولا سطح ولتاژ تولیدی در این منابع، پایین و نیاز به افزایش سطح ولتاژ می‌باشد. برای حل این مشکل میتوان از مبدلهای بهره ولتاژ بالا به صورت یک درگاهه و چند درگاهه استفاده نمود. در مبدل پیشنهادی برای افزایش بهره ولتاژ، از مدار چند برابر کننده ولتاژ، سلف‌های تزویج و خازن سوئیچ شده و همچنین برای رفع مشکل انرژی ذخیره شده در سلف نشتی، از مدار کلمپ استفاده می‌شود. یکی از ویژگی‌های این مبدل به اشتراک گذاشتن اجزای مبدل در حالت‌های مختلف می‌باشد این مهم برای کاهش تعداد عناصر نیمه هادی در ساخت مبدل به حساب می‌آید. در مبدل پیشنهادی انتقال توان می‌تواند از آرایه خورشیدی به بار و یا از آرایه خورشیدی به باتری و یا هر دو باشد. همچنین در لحظات پیک مصرف آرایه خورشیدی و باتری می‌توانند توان بار را همزمان تامین کنند. در این مقاله برای بررسی نحوه عملکرد مبدلهای پیشنهادی از تحلیل‌های نظری استفاده شده است و برای بررسی صحت تحلیل‌های نظری نتایج شبیه سازی مبدل در نرم افزار ارکد ارائه شده است. سرانجام یک نمونه‌ی آزمایشگاهی از مبدل پیشنهادی در توان 200 وات و فرکانس100 کیلو‌هرتز پیاده سازی گردیده است که نتایج بدست آمده صحت تحلیل تئوری و عملکرد مبدل پیشنهادی را نشان می‌دهد.
سید محمد مهدی میرطلائی؛ رسول امانی نافچی
دوره 10، شماره 39 ، آبان 1398، ، صفحه 3-12
چکیده
در سالهای اخیر، کاهش منابع سوخت‌های فسیلی و مسائل زیست‌محیطی ناشی از آنها موجب انجام پژوهش‌های بسیاری در زمینه استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر شده است. در میان منابع انرژی تجدیدپذیر، سلول‌های خورشیدی، پیل‌های سوختی و انرژی بادی توجه بیشتری به خود جلب کرده‌اند. درنتیجه نیاز به مبدلهای DC-DC بسیار افزاینده بیشتر از قبل ...
بیشتر
در سالهای اخیر، کاهش منابع سوخت‌های فسیلی و مسائل زیست‌محیطی ناشی از آنها موجب انجام پژوهش‌های بسیاری در زمینه استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر شده است. در میان منابع انرژی تجدیدپذیر، سلول‌های خورشیدی، پیل‌های سوختی و انرژی بادی توجه بیشتری به خود جلب کرده‌اند. درنتیجه نیاز به مبدلهای DC-DC بسیار افزاینده بیشتر از قبل احساس می‌شود. در این مقاله تمرکز بر روی مبدل DC-DC با توان 200 وات و با بهره ولتاژ بالا می‌باشد. چنین مبدلی ولتاژ خروجی یک تا چند سلول خورشیدی که سطح ولتاژ DC پایینی را دارا میباشند، به ولتاژ DC با سطح بالاتر و مناسب برای استفاده به‌عنوان ورودی یک مبدل DC/AC تبدیل مینماید. در این مقاله یک مبدل بوست غیر ایزوله با سلف کوپل شده ارائه و تلاش میگردد با کاهش تلفات سوئیچینگ و تلفات هدایتی بازده مبدل بهبود یابد. در نهایت علاوه بر تشریح عملکرد مدار و ارائه‌ی تحلیلها، صحت عملکرد مدار از طریق شبیه‌سازی نرم‌افزاری نشان داده شده و یک نمونه‌ی عملی از مبدل پیشنهادی در توان 200 وات و فرکانس 50 کیلو‌هرتز پیاده‌سازی گردیده است. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی و نمونه عملی نشاندهنده صحت عملکرد مبدل پیشنهادی می‌باشد
سید محمد مهدی میرطلائی؛ راضیه جابری
دوره 9، شماره 34 ، مرداد 1397، ، صفحه 19-28
چکیده
در این مقاله یک مبدل بوست- فلای‌بک اینترلیود، که برای اتصالات شبکه‌ای منابع انرژی تجدیدپذیر مناسب بوده، ارائه شده است. به دلیل اینکه در کاربردهای سیستم خورشیدی اختلاف سطح ولتاژ ورودی و خروجی مبدل زیاد است، نمی‌توان از مبدل بوست استفاده کرد. چون مبدل بوست دارای، مشکلاتی نظیر کلیدزنی سخت و استرس ولتاژ برابر با ولتاژ خروجی است. با توجه ...
بیشتر
در این مقاله یک مبدل بوست- فلای‌بک اینترلیود، که برای اتصالات شبکه‌ای منابع انرژی تجدیدپذیر مناسب بوده، ارائه شده است. به دلیل اینکه در کاربردهای سیستم خورشیدی اختلاف سطح ولتاژ ورودی و خروجی مبدل زیاد است، نمی‌توان از مبدل بوست استفاده کرد. چون مبدل بوست دارای، مشکلاتی نظیر کلیدزنی سخت و استرس ولتاژ برابر با ولتاژ خروجی است. با توجه به اینکه در مبدلهای الکترونیک قدرت تمایل به سمت افزایش فرکانس کلیدزنی به منظور بهبود پاسخگذاری مبدل و افزایش چگالی توان آن می‌باشد، کلیدزنی سخت موجب کاهش بازده مبدل می‌شود. همچنین استرس ولتاژ بالای قطعات، طراح را مجبور به استفاده از المان‌های نیمههادی با توانایی تحمل ولتاژ بالا میکند که باعث افزایش بیشتر تلفات در مبدل و کاهش بیشتر بازده آن می‌شود. مبدل پیشنهادی با استفاده از تانک رزونانسی LC و سوئیچ کمکی، شرایط سوئیچینگ نرم را (ZCS) برای مبدل اصلی فراهم می-کند. از تکنیک اینترلیود برای کاهش ریپل جریان ورودی و افزایش اندازه خازن خروجی و همچنین مبدل بوست- فلای‌بک به منظور افزایش بهره مبدل و کاهش استرس ولتاژ قطعات نیمههادی استفاده شده است. اصول عملکرد مبدل پیشنهادی در این مقاله ارائه شده است.
صادق حیدری بنی؛ سید محمد مهدی میرطلائی
دوره 9، شماره 33 ، اردیبهشت 1397، ، صفحه 15-24
چکیده
از آنجا که انرژی فسیلی سنتی تجدیدپذیر نیست جوامع امروزی با مشکل کمبود انرژی مواجه میباشند. در نتیجه باید انرژی جدید توسعه داده شود که پاک و تجدیدپذیر باشد. انرژی خورشیدی و انرژی هیدروژنی نویدبخش هستند و تولید توان فتوولتائیک و پیل سوختی به عنوان روش‌های مورد استفاده برای دو منبع انرژی در مقیاس بزرگی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ...
بیشتر
از آنجا که انرژی فسیلی سنتی تجدیدپذیر نیست جوامع امروزی با مشکل کمبود انرژی مواجه میباشند. در نتیجه باید انرژی جدید توسعه داده شود که پاک و تجدیدپذیر باشد. انرژی خورشیدی و انرژی هیدروژنی نویدبخش هستند و تولید توان فتوولتائیک و پیل سوختی به عنوان روش‌های مورد استفاده برای دو منبع انرژی در مقیاس بزرگی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در یک سیستم تک فاز با ساختار دو مرحلهای اگر ولتاژ خط 220 ولت باشد ولتاژ باس اینورتر متصل به شبکه لازم است که در حدود 380 ولت باشد. هرچند ولتاژ خروجی سلول‌های فتوولتائیک و سلول‌های سوختی به طور کلی بین 25 تا 40 ولت است که این ولتاژ بسیار کمتر از ولتاژ باس می‌باشد. بنابراین یک مبدل DC-DC بهره بالا لازم است تا ولتاژ خروجی پیل‌های سوختی و سلول‌های فتوولتائیک را تقویت کند. در این مقاله، ساختار بهبود یافته ای تحت عنوان مبدل بوست بهره بالا به همراه مدار چندبرابر کننده ولتاژ برای کاربردهای سلول خورشیدی ارائه خواهد شد. در ساختار پیشنهادی برای افزایش بهره از تکنیک مدار چندبرابر کننده ولتاژ و سلف کوپل‌شده استفاده شده است. به طور کلی مزایای مبدل پیشنهادی شامل بهره ولتاژ و راندمان بالا، استرس ولتاژ پایین برای سوئیچ‌ها و دیود‌ها، فراهم آوردن شرایط سوئیچینگ نرم و نهایتا کاهش حجم المان‌های مغناطیسی و حجم کلی مدار می باشد. در این پژوهش علاوه بر تشریح عملکرد مدار و ارائه‌ی تحلیل‌های تئوری، صحت عملکرد مدار از طریق شبیه‌سازی نرم‌افزاری بررسی خواهد شد و در انتها با پیاده‌سازی عملی نمونه آزمایشگاهی، نتایج شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرار میگیرد.
محسن سلطانی؛ سید محمد مهدی میرطلائی
دوره 8، شماره 32 ، دی 1396، ، صفحه 3-12
چکیده
پیشرفت‌های اخیر در منابع انرژی تجدیدپذیر نیاز به مبدلهای DC-DC بهره بالا و بازده بالا را ایجاد کرده است. این نیازها عمدتاً از طریق استفاده از ترانسفورمرهای فرکانس بالا برای دستیابی به بهرهی مورد نیاز و مطلوب برآورده می‌شود. راهحلهای الکترونیک قدرتی مبتنی بر پیکربندیهای چند مبدله، راهحلهای مقرون به صرفهای را ...
بیشتر
پیشرفت‌های اخیر در منابع انرژی تجدیدپذیر نیاز به مبدلهای DC-DC بهره بالا و بازده بالا را ایجاد کرده است. این نیازها عمدتاً از طریق استفاده از ترانسفورمرهای فرکانس بالا برای دستیابی به بهرهی مورد نیاز و مطلوب برآورده می‌شود. راهحلهای الکترونیک قدرتی مبتنی بر پیکربندیهای چند مبدله، راهحلهای مقرون به صرفهای را توسط تلفیق تعدادی از اجزا در توان ورودی و خروجی فراهم میکند. در این مقاله در ابتدا به بررسی برخی از ساختارهایی که تاکنون به هدف دستیابی به یک مبدل بهره بالا ارائه شدهاند، پرداخته و در مورد معایب و مزایای هر کدام، بحث شده است. مبدل پیشنهادی در راستای کاهش استرس ولتاژ مبدلهای بهره بالای مبتنی بر سلف کوپل شده و مدار کلمپ پسیو ارائه شده است. استرس ولتاژ سوئیچ این مبدل پیشنهادی در شرایط یکسان از استرس ولتاژ مبدل بوست عادی کمتر می‌باشد. همچنین در این ساختار با استفاده از مدار کلمپ پسیو نوسانات دو سر سوئیچ به مقدار محدودی کلمپ می‌شود و در نهایت با استفاده از این تکنیک میتوان به بهره و بازده بالا با انتخاب مناسب ضریب وظیفه دست یافت. در این مقاله برای بررسی نحوه عملکرد مبدلهای پیشنهادی از تحلیل‌های نظری استفاده شده است و برای بررسی درستی تحلیل‌های نظری نتایج شبیه سازی مبدل در نرم افزار PSPICE، گزارش شده است.
قاسم حق شناس جزی؛ سید محمد مهدی میرطلائی
دوره 7، شماره 28 ، بهمن 1395، ، صفحه 15-26
چکیده
در این مقاله یک مبدل بوست-فلای بک با بهره بالا و کلید زنی نرم پیشنهاد شده است. کاربرد اصلی این مبدل در اتصال آرایه‌های خورشیدی به شبکه برای تولید برق می‌باشد. از آنجایی که در این کاربردها اختلاف سطح ولتاژ ورودی وخروجی مبدل زیاد است، نمی‌توان از مبدلهای بوست و باک-بوست پایه استفاده کرد، زیرا این مبدل‌ها در ضریب وظیفههای نزدیک ...
بیشتر
در این مقاله یک مبدل بوست-فلای بک با بهره بالا و کلید زنی نرم پیشنهاد شده است. کاربرد اصلی این مبدل در اتصال آرایه‌های خورشیدی به شبکه برای تولید برق می‌باشد. از آنجایی که در این کاربردها اختلاف سطح ولتاژ ورودی وخروجی مبدل زیاد است، نمی‌توان از مبدلهای بوست و باک-بوست پایه استفاده کرد، زیرا این مبدل‌ها در ضریب وظیفههای نزدیک به یک دچار افت شدیدی در بازده میشوند. از این رو یک مبدل بهره بالای بوست فلای بک با سوئچینگ نرم جهت برطرف کردن مشکلات مبدل بوست پایه ارائه شده است که علاوه بر داشتن ضریب وظیفه مناسب در بهره های بالا، از مزایایی نظیر استرس ولتاژ بسیار کمتر از ولتاژ خروجی و شرایط سوئیچینگ نرم نیز برخوردار است. همچنین به دلیل اینکه در مبدل پیشنهادی از هیچ سوئیچ و یا هسته مغناطیسی اضافه‌ای جهت برقراری شرایط سوئیچینگ نرم استفاده نشده است تعداد المان مبدل نسبت به مبدل بوست فلای بک پایه افزایش چندانی نیافته است. عملکرد مبدل ابتدا به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته سپس یک نمونه از مبدل پیشنهادی برای ولتاژ ورودی 40 ولت، ولتاژ خروجی 400 ولت و توان 100 وات در نرم افزار PSPICE شبیه سازی شده و نهایتا به صورت عملی پیاده سازی شده‌است تا نتایج تحلیلی و شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرار گیرد.
سید محمد مهدی میرطلائی؛ مهناز محتاج؛ حمیدرضا کرمی
دوره 6، شماره 24 ، بهمن 1394، ، صفحه 27-34
چکیده
در این مقاله یک مبدل ترکیبی بوست- سپیک با کلیدزنی نرم برای کاربردهایی که به بهره ولتاژ بالا نیاز دارند، ارائه شده است. یکی از ویژگی‌های اصلی در این مبدل روشن شدن سوئیچ اصلی تحت شرایط ZCS می‌باشد. این کار بدون بهره‌گیری از سوئیچ کمکی و مدارات اضافی انجام می‌شود. در این مبدل جهت افزایش بهره ولتاژ، خروجی مبدل سپیک با خروجی مبدل بوست سری ...
بیشتر
در این مقاله یک مبدل ترکیبی بوست- سپیک با کلیدزنی نرم برای کاربردهایی که به بهره ولتاژ بالا نیاز دارند، ارائه شده است. یکی از ویژگی‌های اصلی در این مبدل روشن شدن سوئیچ اصلی تحت شرایط ZCS می‌باشد. این کار بدون بهره‌گیری از سوئیچ کمکی و مدارات اضافی انجام می‌شود. در این مبدل جهت افزایش بهره ولتاژ، خروجی مبدل سپیک با خروجی مبدل بوست سری شده که تشکیل یک مبدل ترکیبی را میدهند. علاوه بر این از یک سلف تزویج در مبدل بوست استفاده شده است که منجر به افزایش بیشتر بهره میگردد.برای ارزیابی عملکرد مبدل پیشنهادی نتایج شبیه سازی به همراه تحلیل وضعیتهای عملکردی مبدل ارائه شده که نتایج به دست آمده صحت عملکرد مدار را نشان می‌دهد. همچنین با استفاده از نتایج آزمایشگاهیبر روی یک نمونه عملی ساخته شده صحت عملکرد مدار و تحلیل‌های مداری ارائه شده بررسی شده است
