Ключові слова
режими передачі енергії
пульсації вихідної напруги
метод усереднення в просторі станів
Як цитувати
Анотація
Досліджено електромагнітні процеси у інвертуючому перетворювачі постійної напруги з огляду на режими функціонування за допомогою метода усереднення на основі теорем Лагранжа. У режимі безперервної провідності (CCM – continuous conduction mode) розглянуто два внутрішніх підрежими: неповного живлення індуктора (IISM – incomplete inductor supply mode) і повного живлення індуктора (CISM - complete inductor supply mode) залежно від співвідношення постійного струму навантаження та мінімального значення струму індуктора. Отримано аналітичні вирази для розрахунку середніх та пульсаційних значень струмів та напруг у реактивних елементах перетворювача, а також коефіцієнтів їхніх пульсацій для кожного з режимів та підрежимів роботи. Розраховано та встановлено граничні значення параметрів перетворювача між підрежимами CISM та IISM у діапазоні комутації. Урахування вказаних підрежимів дає змогу уточнити розрахунок параметрів інвертуючого перетворювача постійної напруги. Результати імітаційного моделювання процесів у перетворювачі підтвердили коректність розроблених аналітичних співвідношень. Бібл. 20, рис. 5, табл. 2.
Посилання
1. M. B. Camara, H. Gualous, F. Gustin, A. Berthon, and B. Dakyo. DC/DCconverter design for super capacitor and battery power management in hybrid vehicle applications-polynomial control strategy. IEEE Trans. Ind. Electron. 2010. Vol. 57. No 2. Pp. 587–597.
2. Khaligh, C. Jian, and L. J. Young. A multiple-input dc–dc converter topology. IEEE Trans. Power Elec-tron., 2009. Vol. 24. No 5. Pp. 862–868.
3. X. Zhou, Q. He. Modeling and simulation of buck-boost converter with voltage feedback control. Proc. MATEC Web Conf. 2015. Vol. 31. Pp. 5–9.
4. G. S. Deaecto, J. C. Geromel, F. S. Garcia, J. A. Pomilio. Switched affine systems control design with applica-tion to dc–dc converters. IET Control Theory Appl. 2010. Vol. 4. No 7. Pp. 1201–1210.
5. K. Rouzbehi, A. Miranian, J. M. Escaño, E. Rakhshani, N. Shariati E. Pouresmaeil. A data-driven based voltage control strategy for DC–DC converters: Application to DC microgrid. Electronics. 2019. Vol. 8. No 5. P. 493.
6. C. Zhang, Z. Liao, M. Yang. Research on soft start method for buck–boost bi-directional dc–dc converter of fuel cell power system. Proc. PACCS. 2009. Pp. 326–329.
7. K. Prag, M. Woolway, T. Celik. Data-Driven Model Predictive Control of DC-to-DC Buck-Boost Converter. IEEE Access 2021, vol. 9, Pp. 101902–101915. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3098169
8. Derick Mathew, Rani Chinnappa Naidu. Investigation of single-stage transformerless buck–boost microinverters. IET Power Electron. 2020, Vol. 13. Iss. 8. Pp. 1487–1499.
9. Hamood-Ur-Rehman, Nisar Ahmed, Hadeed Ahmed Sher, Ahmed Al-Durra, Hany M. Hasanien. Сomprehensive analysis and design of a switched-inductor type low inductance-requirement DC-DC buck-boost converter for low power applications. IET Power Electron. 2023. Iss. 16. Pp. 1239–1254.
10. M. Veerachary, M. R. Khuntia. Design and Analysis of Two-Switch-Based Enhanced Gain Buck–Boost Converters. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2022, Vol. 69. No 4. Pp. 3577–3587. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2021.3071696
11. A. Cavallo, G. Canciello, A. Russo. Buck-Boost Converter Control for Constant Power Loads in Aeronautical Applications. IEEE Conference on Decision and Control (CDC), Miami, FL, USA, 2018. Pp. 6741–6747. DOI: https://doi.org/10.1109/CDC.2018.8619505
12. Rana N, Kumar M, Ghosh A, Banerjee S. A novel interleaved tri-state boost converter with lower ripple and improved dynamic response. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017. Iss. 65(7). Pp. 5456–65.
13. Danish Iqbal, Muhammad Siddique, Akmal Chaudhary, M Kamran Liaqat bhatti, Abdul Sattar Malik, Muhammad Abrar, Mujahid Hussain. Novel Concept of Reducing OVR at the Output of SEPIC Converter using Pro-grammable Capacitors. International Journal on Electrical Engineering and Informatics. 2021. Vol. 13. No 2. Pp. 477–494.
14. Ebrahim Babaei, Azadeh Mofidi, Sara Laali. Analysis of the Transformerless Boost DC-DC Converter with High Voltage Gain in Different Operating Modes and Critical Inductance Calculations. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics. 2015. Vol. 4. No 2. Pp. 136–146.
15. Wei Hu, Fangying Zhang, Yawu Xu, Xinbing Chen. Output Voltage Ripple Analysis and Design Considerations of Intrinsic Safety Flyback Converter Based on Energy Transmission Modes. Journal of Power Electronics. 2014. Vol. 14. No 5. Pp. 908–917.
16. Rudenko Yu. Mode of averaging of pulse DC converter model. Tekhnichna Elektrodynamika. 2017. No 3. Pp. 42-48.
17. Rudenko Yu. Averaging of push-pull DC converter model. Tekhnichna Elektrodynamika. 2018. No 1. Pp. 3746.
18. Rudenko Yu. Analysis of DC-DC Converters by Averaging Method based on Lagrange Theorems. IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). Kharkiv, Ukraine, September 12-17, 2021. Pp. 367–370.
19. Rudenko Yu. Application of the average method for analysis of DC voltage converters with interrupted currents in inductive elements. Pratsi Instytutu elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. 2020. No 57. Pp. 55–64.
20. Rudenko Yu. Calculation of dc converters in discontinuous conduction mode using the averaging method based on Lagrange theorem. Tekhnichna Elektrodynamika. 2023. No 4. Pp. 19–25.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Ю.В. Руденко, Д.В. Мартинов