طراحی و پیاده سازی یک مبدل dc-dc سوئیچینگ نرم بهره ولتاژ بالای سه درگاهه برای کاربردهای انرژی خورشیدی

در چند دهه اخیر، به دلایل مختلفی از جمله بحران انرژی و مشکلات زیست محیطی، منابع انرژی تجدید پذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. سیستم های خورشیدی یا فتوولتاییک به عنوان یکی از پرکاربرد ترین منابع انرژی تجدید پذیر، دارای ولتاژ خروجی پایینی هستند. به همین دلیل اخیرا تحقیقات بر روی مبدل های dc-dc بهره ولتاژ بالا در تولید برق خورشیدی افزایش یافته است. در این مقاله یک مبدل بهره ولتاژ بالای غیر ایزوله با سه درگاه ورودی-خروجی پیشنهاد شده که دو مسیر جداگانه برای شارش توان از هر منبع ورودی به بار خروجی را فراهم می کند. به منظور کاهش تعداد اجزاء مبدل، برخی از اجزاء نقش های چند گانه بازی می کنند. بنابراین وسیله ذخیره ساز انرژی (باتری) توسط همان اجزای مدار انتقال توان، شارژ می شود. در این مبدل، تکنیک سلف کوپل شده برای افزایش بهره ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد و برای کاهش اثر سلف نشتی و فراهم شدن شرایط سوییچینگ نرم، دو مدار کلمپ اکتیو به کار گرفته می شود. از آنجا که ولتاژ روی سوییچ ها محدود شده است، سوییچ ها با استرس ولتاژ کم و نتیجتا تلفات هدایت پایین کار می‎کنند. با اضافه کردن یک سلف در ورودی مبدل، ریپل جریان ورودی کاهش پیدا می‎کند که در عملکرد و طول عمر سلول های خورشیدی تاثیر چشم گیری دارد. حالت های مختلف عملکرد مبدل مورد بررسی قرار گرفته و ملاحظات طراحی ارایه شده است. یک مبدل نمونه برای تامین بار 130 وات 330 ولت با فرکانس سوییچینگ 50 کیلوهرتز، در نرم‎افزار ارکد شبیه سازی و سپس نمونه آزمایشگاهی پیاده سازی شده و تحلیل تیوری با نتایج آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفته است.