High gain DC boost converter using parallely interleaved technique
โดย วีระชาติ ขัดมัน
ปี 2556
บทคัดย่อ
วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอเกี่ยวกับการวิเคราะห์และออกแบบวงจรทบระดับอัตราขยายแรงดันสูงแบบขนานเหลื่อมเฟส เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาและการประยุกต์วงจรทบระดับแรงดันที่เหมาะสมสาหรับการต่อใช้งานร่วมกับระบบผลิตกำลังไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์วงจรทบระดับแรงดันที่นำเสนอนี้มีข้อดีคือ มีอัตราขยายแรงดันด้านออกสูง ทำให้สามารถขยายแรงดันด้านออกให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมกับการใช้งานหรือสามารถประยุกต์ใช้กับงานอื่นๆ ได้ แนวความคิดของวิทยานิพนธ์อยู่ที่การออกแบบและสร้างวงจรทบระดับอัตราขยายแรงดันสูงแบบขนานโดยใช้เทคนิคการเหลื่อมเฟส ให้มีความสามารถในการยกระดับแรงดันด้านออกสูงพิกัดกำลังไฟฟ้าด้านออกสูงสุดที่ 500 W
วงจรทบระดับอัตราขยายแรงดันสูงที่นำเสนอนี้จะทา หน้าที่ยกระดับแรงดันจากทางด้านเข้า 24 V ให้ได้ระดับแรงดันทางด้านออก 120 V พิกัดกำลังไฟฟ้าด้านออกสูงสุด 500 W โดยมีการควบคุมค่าระดับแรงดันด้านออกให้คงที่ ด้วยวิธีการป้อนกลับแรงดันควบคุมแบบพีไอ รูปแบบวงจรที่นำเสนอจะใช้วิธีการขนานกันจำนวน 4 วงจร ควบคุมการสวิตช์ด้วยวิธีการปรับความกว้างของพัลส์และมีการเหลื่อมเฟสกัน 90 องศา เพื่อลดการกระเพื่อมของคลื่นกระแส
จากผลการทดสอบแสดงให้เห็นสมรรถนะของวงจรทบระดับแรงดันที่นำเสนอ สามารถตอบสนองการทำงานทั้ง 2 สภาวะคือ สภาวะคงตัวและสภาวะชั่วขณะ โดยทำการทดสอบวงจรที่ค่าพิกัดกำลังไฟฟ้า 125 W, 250 W, 375 W และ 500 W ตามลำดับ ซึ่งจากผลการทดสอบวงจรสามารถควบคุมแรงดันทางด้านออกให้มีค่า 120 V คงที่ และมีการตอบสนองอย่างรวดเร็วถึงแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบทันทีทันไดก็ตาม โดยวงจรทบระดับอัตราขยายแรงดันสูงที่สร้างขึ้นมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่ากับ 90 % ที่แรงดัน 120 V พิกัดกำลังไฟฟ้าสูงสุด 500 W
This paper presents the high gain DC boost converter using a parallely interleaved technique in order to develope and apply an appropriate converters in utilized with photovoltaic system. This proposed converter has an advantage high voltage gain which is able to use with other applications. However, the concepts of this research is to design and build high gain non-isolated DC boost converter at 500 W power rating.
This proposed high gain DC boost converter converts 24 V input voltage to 120 V output voltage with rated power output of 500 W. The voltage PI compensation was applied to this proposed converter. The power stage was implemented by 4 parallel circuits. Power switches was gating by a variable pulse width modulation with a 90 degree phase shift technique for reduce system current ripple.
From the experimental results, the proposed converter can operated in good performance both in steady and transient condition. It can regulate a 120 V output voltage at operation power rating of 125 W, 250 W, 375 W and 500 W. Nevertheless, the 120 V output voltage can be regulated both steady state and transient state under sudden load changes. The efficiency of this proposed converter is about 90 percentage at 120 V voltage output at 500 W power output.