Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Jafar Ghaisari
حسین فرزانه فرد (استاد راهنما) جعفر قیصری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amin Mirzaee Noghlebari
امین میرزائی نقلبری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

A Fully soft switched two quadrant bidirectional converter for ultracapacitor interface circuit
This thesis describes two quadrant bidirectional soft switching converter for ultracapacitor interface circuits. The total efficiency of energy storage system in terms of size and cost can be increased by a combination of batteries and ultracapacitors. The required system energy is provided by battery, while ultracapacitor is used at high load power pulses. Ultracapacitor voltage changes during charge and discharge modes, therefore an interface circuit is required between ultracapacitor and battery. This interface circuit must have good efficiency, while providing bidirectional power conversion and protecting ultracapacitor from immediate discharge. In this thesis, ZVT and ZCT techniques are applied to increase efficiency. The proposed converter acts as a buck ZCT to charge ultracapacitor. On the other hand, it acts as a boost ZVT to discharge ultracapacitor. A laboratory prototype converter is designed and realized for hybrid vehicle applications. Experimental results presented, confirm theoretical and simulation results.
سیستم ذخیره انرژی هیبرید به سیستمی اطلاق می‌شود که در آن از دو یا چند عنصر ذخیره انرژی استفاده شده باشد. باتری و ابرخازن دو المان ذخیره انرژی هستند که وقتی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند دارای قابلیت زیادی جهت تامین انرژی و توان مورد نیاز بار است. در چنین سیستمی قسمت اعظم انرژی در باتری ذخیره شده و پالس‌های توان بالای مورد نیاز بار توسط ابرخازن تامین می‌شود. ساختمان ابرخازن‌ها بر مبنای دو لایه الکتریکی بوده و دارای ظرفیت الکتریکی بیشتری نسبت به خازن‌های الکترولیتی می‌باشند. از ویژگی‌های بارز ابرخازن‌ها می‌توان به کم بودن ولتاژ نامی سلول ابرخازن، مقاومت داخلی کم، زمان شارژ کوتاه، قابلیت تحویل پالس‌های توان بالا و عمر طولانی آن‌ها اشاره کرد. انرژی ذخیره شده در ابرخازن متناسب با مجذور ولتاژ آن می‌باشد، لذا در طول پروسه شارژ و دشارژ ابرخازن ولتاژ ترمینال تغییرات زیادی خواهد داشت. به این دلیل از یک مبدل واسط الکترونیک قدرت برای اتصال بانک ابرخازن به باس DC استفاده می‌شود. مبدل واسط مورد استفاده قادر به تبادل توان در هر دو جهت بوده، همچنین وظیفه حفاظت ابرخازن در مقابل اضافه جریان و کنترل توان تبادلی بین ابرخازن و باس DC را دارد. ساده‌ترین مبدل برای شارژ ابرخازن مبدل باک و برای دشارژ آن مبدل بوست می‌باشد. با ترکیب این دو مبدل و استفاده از یک سلف مشترک، ساده‌ترین مبدل واسط که قابلیت تبادل توان در دو جهت را دارد به وجود می‌آید. محدود بودن مقدار انرژی ذخیره شده ایجاب می‌کند که راندمان سیستم تا حد ممکن بالا باشد. با کاهش تلفات سیستم می‌توان انرژی لازم جهت ذخیره‌سازی را کاهش داده، ابعاد و هزینه سیستم ذخیره انرژی را بهبود بخشید. وجود مدار واسط در کنار ابرخازن باعث اضافه شدن تلفات و کاهش راندمان سیستم می‌شود. تلفات عمده مدار واسط ناشی از تلفات سوئیچینگ می‌باشد. لذا با استفاده از روش‌های سوئیچینگ نرم در مدار واسط می‌توان راندمان مبدل را بهبود داده و حجم بانک ابرخازن را کاهش داد. در این پایان نامه برای شارژ ابرخازن از مبدل باک ZCT و برای دشارژ آن از مبدل بوست ZVT استفاده شده است. در مبدل پیشنهادی با ترکیب مبدل‌های باک و بوست المان‌های مدار کمتر شده است. مبدل پیشنهادی دارای مزایای بسیار زیادی بوده که از آن ‌جمله می‌توان به راندمان بالا، محدود بودن تعداد المان‌ها و سوئیچینگ نرم تمام المان‌های نیمه هادی اشاره کرد. این مبدل در عمل نیز ساخته شده است که نتایج عملی، نتایج تئوری و شبیه سازی را به طور کامل تایید می‌کنند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی