Published June 27, 2022
| Version v1
Publication
Open
Stacked Input-Output High Step-Up Buck-Boost DC-DC Converter with Coupled Inductor and Voltage Multiplier
Creators
- 1. Universidade Federal de Santa Maria
- 2. Universidade Feevale
- 3. Universidad Ort Uruguay
Description
This paper presents three high voltage gain DC-DC converters based on stacked input and output connection of nonisolated buck-boost converters with coupled inductor and voltage multiplier cells. Besides that, an empirical approach for the coupled inductor winding is proposed to show how to reduce the leakage inductance. In this way, the proposed converter achieves high voltage gain, low voltage, and current stress across the components without using an auxiliary clamp circuit, and they present a low component count. Besides that, this paper presents the evaluation of MPPT, modeling, and control of the converters. To validate the theoretical evaluations, three prototypes were built and evaluated experimentally, considering input power of 200 W, input voltage of 37.4 V, output voltage of 400 V, and switching frequency of 50 kHz. Finally, it should be noted that the maximum efficiency achieved is 97.53% at nominal input power.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تقدم هذه الورقة ثلاثة محولات DC - DC لكسب الجهد العالي بناءً على اتصال الإدخال والإخراج المكدس لمحولات تعزيز باك غير المعزولة مع خلايا المحث ومضاعف الجهد المقترنة. إلى جانب ذلك، يُقترح نهج تجريبي لملف المحث المقترن لإظهار كيفية تقليل محاثة التسرب. وبهذه الطريقة، يحقق المحول المقترح كسبًا للجهد العالي والجهد المنخفض وإجهاد التيار عبر المكونات دون استخدام دائرة مشبك مساعدة، وهي تقدم عددًا منخفضًا من المكونات. إلى جانب ذلك، تقدم هذه الورقة تقييم MPPT والنمذجة والتحكم في المحولات. للتحقق من صحة التقييمات النظرية، تم بناء ثلاثة نماذج أولية وتقييمها تجريبياً، مع الأخذ في الاعتبار طاقة الإدخال 200 واط، وجهد الإدخال 37.4 فولت، وجهد الإخراج 400 فولت، وتردد التبديل 50 كيلو هرتز. أخيرًا، تجدر الإشارة إلى أن الحد الأقصى للكفاءة المحققة هو 97.53 ٪ عند طاقة الإدخال الاسمية.Translated Description (French)
Cet article présente trois convertisseurs CC-CC à gain haute tension basés sur une connexion d'entrée et de sortie empilée de convertisseurs buck-boost non isolés avec des cellules d'inductance et de multiplicateur de tension couplées. En outre, une approche empirique pour l'enroulement d'inductance couplé est proposée pour montrer comment réduire l'inductance de fuite. De cette manière, le convertisseur proposé permet d'obtenir un gain de tension élevé, une tension faible et une contrainte de courant à travers les composants sans utiliser de circuit de serrage auxiliaire, et ils présentent un faible nombre de composants. En outre, cet article présente l'évaluation du MPPT, la modélisation et le contrôle des convertisseurs. Pour valider les évaluations théoriques, trois prototypes ont été construits et évalués expérimentalement, en considérant une puissance d'entrée de 200 W, une tension d'entrée de 37,4 V, une tension de sortie de 400 V et une fréquence de commutation de 50 kHz. Enfin, il convient de noter que le rendement maximal atteint est de 97,53% à la puissance nominale d'entrée.Translated Description (Spanish)
Este documento presenta tres convertidores CC-CC de ganancia de alta tensión basados en la conexión de entrada y salida apilada de convertidores reductores-elevadores no aislados con inductores acoplados y celdas multiplicadoras de tensión. Además de eso, se propone un enfoque empírico para el devanado inductor acoplado para mostrar cómo reducir la inductancia de fuga. De esta manera, el convertidor propuesto logra una ganancia de alta tensión, baja tensión y tensión de corriente en los componentes sin utilizar un circuito de abrazadera auxiliar, y presentan un bajo recuento de componentes. Además de eso, este documento presenta la evaluación de MPPT, el modelado y el control de los convertidores. Para validar las evaluaciones teóricas, se construyeron y evaluaron experimentalmente tres prototipos, considerando potencia de entrada de 200 W, tensión de entrada de 37.4 V, tensión de salida de 400 V y frecuencia de conmutación de 50 kHz. Por último, cabe destacar que la eficiencia máxima alcanzada es del 97,53% a la potencia nominal de entrada.Files
1788472.pdf.pdf
Files
(4.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b8042be2e4421a102e5467d1f3c3f2e5
|
4.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- محول DC - DC مكدس للإدخال والإخراج عالي التعزيز مع المحث المقترن ومضاعف الجهد
- Translated title (French)
- Convertisseur DC-DC Buck-Boost haute tension à entrée-sortie empilée avec inductance couplée et multiplicateur de tension
- Translated title (Spanish)
- Convertidor DC-DC Buck-Boost de alto aumento de entrada-salida apilado con inductor acoplado y multiplicador de voltaje
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4293055687
- DOI
- 10.1155/2022/1788472
References
- https://openalex.org/W1926531244
- https://openalex.org/W1951056232
- https://openalex.org/W1967313419
- https://openalex.org/W1971591155
- https://openalex.org/W2053750354
- https://openalex.org/W2062671332
- https://openalex.org/W2166463708
- https://openalex.org/W2332650409
- https://openalex.org/W2530203890
- https://openalex.org/W2593065393
- https://openalex.org/W2733798484
- https://openalex.org/W2751111878
- https://openalex.org/W2751507538
- https://openalex.org/W2768468384
- https://openalex.org/W2773982957
- https://openalex.org/W2896822538
- https://openalex.org/W2907104883
- https://openalex.org/W2964544465
- https://openalex.org/W2979834226
- https://openalex.org/W2979950005
- https://openalex.org/W2994987734
- https://openalex.org/W2998918787
- https://openalex.org/W3012149578
- https://openalex.org/W3016820289
- https://openalex.org/W3017138198
- https://openalex.org/W3034030220
- https://openalex.org/W3046901775
- https://openalex.org/W3047981677
- https://openalex.org/W3083167075
- https://openalex.org/W3088625400
- https://openalex.org/W3089519182
- https://openalex.org/W3091178389
- https://openalex.org/W3119264650
- https://openalex.org/W3137312549
- https://openalex.org/W3139316253
- https://openalex.org/W3144823707
- https://openalex.org/W3158052699
- https://openalex.org/W3166174176
- https://openalex.org/W3175283490
- https://openalex.org/W3176391328
- https://openalex.org/W3195547146
- https://openalex.org/W4220716217
- https://openalex.org/W4229976411