NEW APPROACH FOR THE STEP-UP CONVERTER EFFICIENCY INCREASING

Anton  Guda; Andrey  Zimoglyad

doi:10.34185/1562-9945-3-134-2021-13

Автор(и)

Антон Гуда
Андрій Зимогляд

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-3-134-2021-13

Ключові слова:

energy efficiency, power loss, DC/DC converter, electronic simulation

Анотація

Ця стаття присвячена проблемі створення ефективних технологій перетворення енергії. Основними цілями статті є: запропонувати простий метод для підвищення енергоефективності перетворювача, що не перевищує ефективність, без використан-ня передових компонентів, дослідити характеристики запропонованого методу та схематичні властивості, а також встановити межі застосовності для запропонова-ного рішення.
У цій роботі пропонується інший підхід. У початковому стані вхідна напруга ви-користовується для живлення драйвера затвора. Після запуску, коли вихідна напруга стає більше, ніж вхідна, вона стає джерелом для драйвера. Діоди Шотткі можуть використовуватися як перемикач між вхідними та вихідними схематичними гілками для живлення драйвера.
Створено експериментальний підрозділ для перевірки нового підходу. В основі - мікросхема MC34063A, TC4420, MOSFET IRFP3205 та інші компоненти. Для визначен-ня нових властивостей підходу була проведена серія експериментів. Порівняння з кла-сичним методом посилення виявляє різницю між підходом.
Експерименти показують, що у випадку великого навантаження класична схема не вдається стабілізувати вихідну напругу дещо раніше, ніж запропонований спосіб. У тих же умовах енергоефективність може бути вищою до 15%. З іншого боку, через збільшення втрат потужності в ланцюзі управління цей метод має трохи меншу ефе-ктивність у випадку низького навантаження.
Чисельна оцінка властивостей нового методу разом із експериментальними ре-зультатами забезпечує основу для правильного вибору підходу. Деякі розбіжності між теорією та експериментами вимагають подальших досліджень.
Запропонований підхід дійсно забезпечує кращу енергоефективність у разі великих на-вантажень, але використання цього підходу на менших навантаженнях може вияви-тися марним через збільшення потужності управління. Точний робочий діапазон не-можливо визначити лише розрахунками, необхідні експерименти.

Посилання

Keng C. Wu. Switch-Mode Power Converters / Elsevier Academic Press − 2006. − 409 p.

Markus Zehendner, Matthias Ulmann. Power Topologies Handbook // Texas Instruments. − 2021 − 199 p.

The power electronics handbook. Edited by timothy l. Skvarenina / Purdue University West Lafayette, Indiana − 2002 − 625 p.

Steve Roberts DC/DC book of knowledge / Steve Roberts // RECOM Group Gmunden 2014. – 234 p.

Marian K. Kazimierczuk Pulse-Width Modulated DC-DC Power Converters, 2nd Edition / Marian K. Kazimierczuk // Wright State University, Dayton, Ohio, USA 2008 – 960 p.

Robert W. Erickson Fundamentals of Power Electronics / Robert W. Erickson, Dragan Maksimovic / University of Cololrado Boulder, USA 1997 – 881 p.

Blaabjerg, F.; Chen, Z.; Kj.r, S.B. Power electronics as efficient interface in dispersed power generation systems. IEEE Trans. Pow. Electron. 2004, 19, 1184–1194.

A.Yu. Zimoglyad. Development of a system for thermal evaporation / Zimoglyad A.Yu. , Guda A.I. // Regional interuniversity compendium of scientific works – 2019. – №6 (119). – P. 3–11.

A.Yu. Zimoglyad. Buck converter simulation and measurement / Zimoglyad A.Yu. , Guda A.I. // System technologies. Regional interuniversity compendium of scientific works – 2019. – №2 (121). – P. 21–32.