This paper proposes a bi-directional DC-DC converter used as interface between the battery stack and the DC bus in a microgrid application, highlighting its main feature that permits a large conversion rate, with a low number of semiconductors and without using transformers. Analytical descriptions, design aspects, digital simulation and preliminary experimental results are presented, in order to check its operation in both power flow modes, emphasizing the transition between step-up and step-down regimes. It is proved that a simple hysteresis controller is able to assure the stability and a smooth transition between battery charging and discharging modes. The transistors driving signals are complementary which gives the advantage of using a single PWM control

چکیده

این مقاله یک مبدل DC-DC دومسیره برای استفاده به عنوان واسط بین مجموعه باتری و باس DC در یک میکروشبکه پیشنهاد داده، و ویژگی‌های اصلی آن را بیان می‌کند که عبارت‌اند از: قابلیت نسبت تبدیل زیاد، با تعداد قطعات نیمه‌هادی کم و بدون استفاده از ترانسفورماتورها. توصیف‌های تحلیلی، نکات طراحی، شبیه‌سازی دیجیتالی و نتایج آزمایش مقدماتی ارائه شده است تا عملکرد این مبدل در هر دو مود پخش توان، با تأکید بر گذار بین حالت‌های افزایش و کاهش، بررسی گردد. همچنین ثابت شده است که یک کنترلر هیسترزیس ساده می‌تواند پایداری و گذار بدون نوسانی را بین مودهای شارژ و دشارژ باتری تضمین نماید. ترانزیستورهای تولیدکننده سیگنال به عنوان مکمل استفاده شده‌اند که این مزیت را دارند که با وجود آن‌ها می‌توان از یک سیگنال کنترلی PWM استفاده نمود.

1-مقدمه

با افزایش روزافزون کاربردهای مختلف در زمینه‌های صنعتی، نیاز به کنترل پخش انرژی برای باس های DC، باتری‌ها و آکومولاتورها، ابر خازن‌ها و سایر تجهیزات تأمین و ذخیره‌سازی توان، بیش‌ازپیش مشخص شده است. در شرایط بسیاری این هدف با استفاده از مبدل‌های DC-DC دومسیره که می‌توانند به صورت گالوانیک ایزوله شده باشند یا نباشند، برآورده می‌گردد. زمانی ایزولاسیون نیاز است که مبدل‌هایی نظیر فلای بک، فوروارد، پوش-پول، و نیم پل و تمام پل از طریق ترانسفورماتور متصل می‌شوند. ترانس‌ها که جزئی از این مبدل‌ها هستند، علاوه بر ایزولاسیون، نقش برقراری نسبت تبدیل ولتاژ مورد نظر را نیز بر عهده دارند...