This paper proposes a two-stage step-down buck and a tapped-inductor boost cascaded converter for high efficiency photovoltaic micro-inverter applications. The proposed inverter is a new structure to inject a rectified sinusoidal current into a low-frequency switching inverter for single-phase grid with unity power factor. To build a rectified-waveform of the output current. the converter employs both of a high efficiency step-up and a step-down converter in cascade. In step-down mode, tapped inductor(TI) boost converter stops and the buck converter operates alone. In boost mode, the TI converter operates with the halt of buck operation. The converter provides a rectified current to low frequency inverter, then the inverter converts the current into a unity power-factor sinusoidal waveform. By applying a TI, the converter can decrease the turn-on ratios of the main switch in TI boost converter even with an extreme step-up operation. The performance validation of the proposed design is confirmed by an experimental results of a 120W hardware prototype.
본 논문은 벅, 부스터, 벅-부스트 등의 부이용 DC-DC 컨버터 성능에 대하여 기술하였다. PV 시스템과 연계한 컨버터에 관한 특성이 고려된 동작특성 및 충전효율에 대하여 분석하였다. 그것은 MPPT 알고리즘과 더불어 수행되었다. 컨버터를 위한 기본 스위칭 방정식을 기술하고, 스위칭 상태에 따른 방정식을 해석하였다. 이 해석은 부이선택에 초점을 맞추고 있으며, 또한 컨버터 동작 및 제안한 알고리즘의 성능을 관찰하였다. 마지막으로 부이에 적합한 DC-DC 컨버터를 제안하였으며, 벅 컨버터에 대한 특성실험도 수행하였다.
Conventional buck-boost converter has the disadvantage that the output voltage is inverted. The single phase non-inverting buck-boost converter(SPNIBBC) used four swithes has H-bridge type Circuit. The output voltage is not inverted. The SPNIBBC can be controlled by the single carrier method and the dual carrier method according to the modulation method. In this paper, we have fabricated the converter and compared the efficiency according to the modulation method.
This paper presents a nonlinear method to control a DC-DC converter and track the Maximum Power Point (MPP) of a Photovoltaic (PV) system. A backstepping controller is proposed to regulate the voltage at the input of a buck-boost converter by means of Lyapunov functions. To make the control initially faster and avoid local maximum, a regression plane is used to estimate the reference voltages that must be obtained to achieve the MPP and guarantee the maximum power extraction, modifying the conventional Perturb and Observe (P&O) method. An experimental platform has been designed to verify the validity and performance of the proposed control method. In this platform, a buck-boost converter has been built to extract the maximum power of commercial solar modules under different environmental conditions.
In the buck-boost DC-DC converter which is used at a certain situation such as in factories where loads often change a lot, the switches in the device make big energy loss in operating at Buck-Boost Mode due to hard switching and are affected by lots of stresses which decrease the efficiency rate of the converter. In order to improve this problem, to decrease the loss of snubber and switching, it has been investigated that zero voltage switching mode and zero current switching mode which make the operation of switches with soft switching. For the more sophisticated and advanced device, this paper is presented the Partial Resonant Soft Switching Mode Power Converter which is adapted the power converter having the partial resonant soft switching mode, that makes switches operate when the resonant current or voltage becomes zero by making the resonant circuit partially at turning on and off of the switches with suitable layout of the resonant elements and switch elements in the converter. Also, this paper includes the analysis and simulation of the Partial Resonant type Buck-Boost Chopper.
In hybrid renewable power systems, the use of a multiple-input dc/dc converter (MIC) leads to simpler circuit and lower cost, when compared to the conventional use of several single-input converters. This paper proposed a novel three-input buck/boost/buck-boost converter, which can be used in applications with various values of input voltage. The energy sources in this converter can deliver power to the load either simultaneously or individually in one switching period. The steady relationship, the power management strategy and the small-signal circuit model of this converter have been derived. With decoupling technology, modeling and regulator design can be obtained under multi-loop control modes. Finally, three generating methods of a multiple-input buck/boost/buck-boost converter is given, and this method can be extended to the other multiple-input dc/dc converters.
An inverter system which consists of three bi-directional buck-boost converters, is proposed for motor driving. Three phase sinusoidal output voltages can be generated by utilizing three buck-boost converters. The advantage of this scheme is that it does not require a separate DC-DC converter for motor driving, i.e. inverter function is combined into the three DC-DC converters. This topology is suitable for inverters for hybrid or fuel cell vehicles where DC link voltage is subject to change depending upon charging status or output power. So the proposed system is capable of driving motor at high speed. The converter system is controlled by PI controller and simulation results done by MATLAB SIMULINK are provided. Ҙ?⨀ ሉȀ ̀㘰々K䍄乍?ጊ츀 Ѐ㔹〻Ԁ䭃䑎䴀
전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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pp.212-216
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2001
Because conventional switching converters have been usually using unbalanced circuit topologies, parasitic capacitance between the drain/collector of an active switch and the frame ground through its heat sink may generate the common-mode conducted noise. We have proposed a balanced switching converter circuit, which is an effective way to reduce the common-mode conducted noise. As an example, a boost converter version of the balanced switching converter was presented and the mechanism of the common-mode noise reduction was explained using equivalent circuits. This paper extends the concept of the balanced switching converter circuit and presents a buck-boost converter version of the balanced switching converter. The feature of common-mode noise reduction is confirmed by experimental results and the mechanism of the common-mode noise reduction is explained using equivalent circuits.
This paper proposes a single-phase bidirectional AC/DC converter topology applied in V2G systems, which consists of an inverter and a bidirectional non-inverting buck-boost converter. This topology can operate in four modes: buck charging, boost charging, buck discharging and boost discharging with high input current quality and unity input power factor. The inverter switches at line frequency, which is different from conventional voltage source inverters. A bidirectional buck-boost converter is utilized to adapt to a wider charging voltage range. The modulation and control strategy is introduced in detail, and the switching patterns are optimized to reduce the current ripple. In addition, the semiconductor losses are analyzed. Simulation and experimental results demonstrate the validity and effectiveness of the proposed topology.
Irfan, Mohammad Sameer;Shin, Jong-Hyun;Park, Joung-Hu
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제13권2호
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pp.677-687
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2018
This paper presents a novel power decoupling control scheme with the bidirectional buck-boost converter for primary-side regulation photovoltaic (PV) micro-inverter. With the proposed power decoupling control scheme, small-capacitance film capacitors are used to overcome the life-span and reliability limitations of the large-capacitance electrolytic capacitors. Then, an improved flyback PV inverter is employed in continuous conduction mode with primary-side regulation for the PV power conditioning. The proposed power-decoupling controller shares the reference for primary side current regulation of the flyback PV inverter. The decoupling controller shapes the input current of the bidirectional buck-boost converter. The shared reference eliminates the phase-delay between the input current to the bidirectional buck-boost converter and the double frequency current at the PV primary current. The elimination of the phase-delay in dynamic response enhances the ripple rejection capability of the power decoupling buck-boost converter even with small film capacitor. With proposed power decoupling control scheme, the additional advantage of the primary-side regulation of flyback PV inverter is that there is no need to have an extra current sensor for obtaining the ripplecurrent reference of the decoupling current-controller of the power-decoupling buck-boost converter. Therefore, the proposed power decoupling control scheme is cost-effective as well as the size benefit. A new transient analysis is carried out which includes the source voltage dynamics instead of considering the source voltage as a pure voltage source. For verification of the proposed control scheme, simulation and experimental results are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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