การพัฒนาวงจรคอนเวอร์เตอร์ชนิดเพิ่มแรงดันที่มีอัตราขยายแรงดันค่าสูงสำหรับระบบเก็บเกี่ยวพลังงานจากสิ่งแวดล้อม
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
มหาวิทยาลัยพะเยา
Abstract
งานวิจัยนี้นำเสนอวงจรดีซีทูดีซีคอนเวอร์เตอร์แบบเพิ่มแรงดันที่มีอัตราการขยายแรงดันค่าสูง และมีค่าสูญเสียต่ำโดยใช้เทคนิคการเกิดสวิทช์แบบนุ่มนวลเพื่อแก้ปัญหาข้อจำกัดอัตราการขยายแรงดันที่มีค่าไม่สูงพอที่จะนำไปใช้งานร่วมกับไมโครอินเวอร์เตอร์ที่ทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้ากระแสสลับเข้าสู่ระบบไฟฟ้าในการเก็บเกี่ยวพลังงาน โดยที่วงจรดีซีทูดีซีคอนเวอร์เตอร์แบบเพิ่มแรงดันที่มีอัตราการขยายแรงดันค่าสูงที่นำเสนอนั้นใช้วิธีฝากแรงดันไฟฟ้าที่คาปาซิเตอร์ซึ่งสามารถขยายแรงดันได้เป็นจำนวนเท่า ขึ้นอยู่กับการต่อชุดไดโอดและคาปาซิเตอร์ และได้ทำการลดค่าสูญเสียที่เกิดขึ้นในวงจร โดยติดตั้งวงจรสนับเบอร์แบบพาสซีฟ เพื่อลดการสูญเสียที่เกิดจากการสวิทช์โดยใช้เทคนิคการเกิดสวิทช์แบบนุ่มนวล ซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดสภาวะเรโซแนนซ์ของอินดักเตอร์สนับเบอร์ และคาปาซิเตอร์สนับเบอร์ โดยมีไดโอดทำหน้าที่หยุดสภาวะเรโซแนนซ์ การจำลองการทำงานของวงจรใช้โปรแกรม PSIM โดยจำลองการใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 340W กับวงจรที่นำเสนอที่ความถี่สวิทช์ 50kHz ค่าอินดักเตอร์ 1mH และค่าคาปาซิเตอร์ 1uF รวมไปถึงอินดักเตอร์สนับเบอร์ 16uH และคาปาซิเตอร์สนับเบอร์ 5nF ผลที่ได้จากการจำลองการทำงานแสดงให้เห็นว่าวงจรดีซีทูดีซีคอนเวอร์เตอร์แบบเพิ่มแรงดันที่นำเสนอสามารถเพิ่มอัตราการขยายได้จริง และสามารถลดการสูญเสียที่เกิดจากการสวิทช์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรได้จริง
Description
This research presents a DC-to-DC boost converter circuit with high voltage gain and low loss by using soft-switching technique to solve the limitation of the voltage gain rate that is not high enough to be used in conjunction with a micro-inverter that supplies AC power to the energy harvesting power system. The proposed high voltage gain DC-to-DC boost converter circuit deposits a voltage at the capacitor which can be amplified by a certain number of N times depending on the connection of diodes and capacitors. This also reduces the loss incurred in the circuit by installing a passive lossless snubber circuit to reduce the loss caused by the switch by using a soft-switch technique. This is a result of the resonance of the snubber inductor and the snubber capacitor with the diode acting to stop the resonance condition. Circuit simulation using PSIM program simulated the use of a 340W solar panel with a circuit presented at a switch frequency of 50kHz, a 1mH inductor and a 1uF capacitor as well as an 16uH inductor snubber and 5nF capacitor snubber. The results of the simulation show that the proposed voltage boosted DC-to-DC converter circuit can actually increase the gain and can reduce the switching losses in order to enhance the efficiency of the circuit
Keywords
การเพิ่มประสิทธิภาพ, แผงเซลล์แสงอาทิตย์, ดีซีทูดีซีคอนเวอร์เตอร์แบบเพิ่มแรงดัน, อัตราการขยาย, วงจรสนับเบอร์แบบพาสซีฟ, Performance enhancement, Solar photovoltaic, Dc to Dc boost converter, Gain, Passive lossless snubber