Nghiên cứu bộ nghịch lưu tăng cáp ba pha ghép tầng đa bậc

LỜI A T i in c m đ n đ ĐOAN c ng tr nh nghi n cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chư t ng cơng bố bất k cơng trình khác T i in c m đ n giúp đỡ cho việc thực luận án củ t i cảm ơn đầ đủ thông tin trích dẫn sử ng luận án rõ nguồn gốc Nghiên cứu sinh thực Trầ Vă T iii ận LỜI CẢ Xin cảm ơn Thầ TS NGUYỄN ƠN IN AI, G T NGÔ AO ƯỜNG tận t nh hướng dẫn thực luận án nà Chân thành gửi lời cảm ơn đến n giám hiệu, t àn th quí thầ c trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh giảng , hướng dẫn tạo u kiện thuận ợi, m i trường học tập, nghi n cứu tốt cho tơi Cảm ơn n ãnh đạo, q Thầ C iện k thuật H T CH, Ph ng th nghiệm Điện – Điện tử Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Ch Minh, Ph ng th nghiệm Điện tử c ng suất c ng nghệ c Ch Minh c ng uý h h Trường Đại học phạm h h n thuật Thành phố Hồ n h ng ng n hỗ trợ, giúp đỡ thời gian học tập, nghiên cứu c ng h àn chỉnh luận án Xin cảm ơn Đ ủ , G Trường Đại học Thông tin Liên lạc đồng nghiệp động vi n, giúp đỡ suốt thời gian học tập, nghiên cứu công tác Trân trọng ! Nghi n cứu sinh Trầ Vă T iv ận TÓM TẮT Cấu hình nghịch ưu tăng áp I ( witch nghịch ưu tăng áp cải tiến qSBI (quasi- witch st inv rt r), cấu hình st inv rt r) c đặc tính hoạt động tương tự với cấu hình nghịch ưu nguồn Z (Z−s urc inv rt r) như: tăng giảm điện áp với gi i đ ạn chuy n đổi giảm ảnh hưởng củ nhi u điện t EMI Không thế, cấu hình qSBI sử d ng t t điện cuộn cảm so với cấu hình nghịch ưu nguồn Z Kết k ch thước giá thành củ I giảm đáng k so với nghịch ưu nguồn Z Vì vậy, cấu hình nghịch ưu tăng áp cải tiến hồn tồn có th ng đ thay nghịch ưu tru n thống c ng nghịch ưu nguồn Z ứng d ng công suất thấp Mặt khác, không giống việc u n điện áp DC cấu hình nghịch ưu nguồn Z, giá trị đỉnh củ điện áp DC cấu hình qSBI với giá trị điện áp t điện n n điện áp DC cấu hình qSBI có th u n trực tiếp th ng u u n điện áp t Trong luận án tìm hi u phân tích hoạt động cấu hình nghịch ưu tăng áp gh p tầng nghịch ưu tăng áp ph n cạnh đ , phương pháp u chế độ rộng ung (P M) sử d ng đ tăng độ lợi áp cải thiện số u chế nâng cao chất ượng đầu nghịch ưu Ng ài r , ộ u n điện áp t c ng sử d ng đ giữ ổn định điện áp ng r điện áp nguồn cung cấp đầu th đổi có th Dựa cấu h nh ph đ đổi tải đầu r I ph n t ch, cấu h nh gh p tầng nghịch ưu tăng áp ậc đ xuất với giải thuật u n module cấu h nh nhằm giảm thành phần sóng hài bậc cao củ điện áp ng r ch mạch nghịch ưu c ng nghi n cứu đ iệc n ng c hệ số tăng áp uất nhằm cải thiện hệ số tăng áp ch mạch nghịch ưu Cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp đ xuất giải u ết vấn đ xảy nghịch ưu đ ph đ ậc ậc truy n thống đ vấn đ không cân nguồn áp chi u ( C) đầu cung cấp giữ m u tr n ất k ph nà thống n ng c việc ng n mạch xảy cầu H mạch nghịch ưu tru n hệ số tăng áp, đồng thời làm cải thiện độ méo hài tổng (THD) giảm ảnh hưởng củ nhi u điện t (EMI) Các kết uả ý thu ết ki m tr tr n m hình mơ phần m m chuyên d ng P IM Đồng thời cấu h nh đ xuất c ng thực nghiệm phần cứng có sử d ng mạch u n ằng kit TM 320F28335 đ ki m chứng với kết phân t ch ý thu ết m v P ABSTRACT The switched boost inverter (SBI) topology, especially the quasi switched boost inverter (qSBI) configuration, has the same operating principle as the Z-source inverter such as buck-boost voltage capability with single stage conversion and electromagnetic interference immunity Compared to the Z-source inverter, the qSBI uses one less inductor and one less capacitor As a result, the size and cost of the inverter are reduced significantly So, the qSBI can be used to replace traditional inverters as well as Z-source inverter in low power applications On the other hand, unlike the DC-link voltage controller in the Z-source inverter topology, because the peak DC-link voltage of the qSBI is the same as the capacitor voltage of the qSBI, the dc-link voltage in the qSBI can be controlled directly through controlling the capacitor voltage This dissertation will focus on researching and analyzing the operating principles of the quasi switched boost inverter topology and cascaded three-phase quasi switched boost inverter topology Besides, a new PWM control method will be applied to the quasi switched boost inverter topology to increase voltage gain and improve modulation index for high-quality output The capacitor voltage controller is also used to keep constant output voltage when the supply input voltage changes or the load changes Based on the analyzed quasi switched boost inverter topology, a cascaded threephase multi-level quasi switched boost inverter is proposed Furthermore, a control strategy for modules in the cascaded multilevel quasi switched boost inverter topology is also presented to limit high harmonic components in output voltage Besides, The strategies for improving voltage gain is also researched and proposed The cascaded three-phase multi-level quasi switched boost inverter solves the problems in the traditional cascaded multi-level inverter as following: unbalance source DC voltage problem between modules, module voltage cannot be higher than source DC voltage and shoot-through problem in H-bridge Also, the cascaded three-phase multi-level quasi switched boost inverter has low THD of the output voltage and EMI imunity capability Theoretical results will be verified on the simulation model using PSIM software The proposed configuration was also tested on hardware using the DSP TMS320F28335 control circuit to validate the theoretical analysis and simulation results vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v DANH SÁCH HÌNH x DANH SÁCH BẢNG xii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xiii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU xiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan v vấn đ nghi n cứu 1.1.1 Nghị h - t t nt m 1.1.2 Nghị h p tụ (Flying capacitor inverter) 1.1.3 Nghị h ng gh t ng 1.2 M c đ ch củ đ tài 1.3 Nhiệm v giới hạn củ đ tài Phương pháp nghi n cứu Đi m củ đ tài 1.6 Giá trị thực ti n củ đ tài 10 CHƯƠNG 2: CƠ Ở LÝ THUYẾT 11 Nghịch ưu nguồn áp 11 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Nghị h 2.1.3 C tăng t hình 11 n th ng nghị h 2.1.4 Nghị h CHƯƠNG 3: h n -H) 14 ng ồn Z 15 tăng 18 O ÁNH NGHỊCH LƯ T NG ÁP CẢI TIẾN ( I) ỚI NGHỊCH LƯ CẦU H KẾT HỢP MẠCH T NG ÁP C-DC 24 vii Đặt vấn đ 24 3.2 Phân tích, so sánh cấu h nh củ I-H qSBI 25 3.2.1 Giới thiệu khái quát 25 3.2.2 Phân tích nguyên lý ho t ộng c u hình BDI-H 27 3.2.3 Phân tích nguyên lý ho t ộng c u hình qSBI 29 3 T nh t án tổn h hiệu suất 34 nh t nm h nh t n - t 36 nh t n ộn ảm 36 nh t n tụ 34 ện 36 ết uả thực nghiệm 38 ết uận chương 39 CHƯƠNG 4: Đ T MẠCH T NG ÁP C-DC 41 Đặt vấn đ 41 4.2 Bộ tăng áp C- C kh ng cách 22 há độ lợi cao 42 át 42 xu t c hình m h tăng 4.2.3 Kết mô th hông h - ộ lợi cao 46 ngh ệm 53 Kết luận chương 56 CHƯƠNG 5: GHÉP TẦNG NGHỊCH LƯ T NG ÁP A PHA 57 Cấu h nh gh p tầng (Cascaded) nghịch ưu ph tru n thống 57 5.2 Ghép tầng nghịch ưu tăng áp pha 58 5.2.1 C u hình ghép t ng nghị h t 5.2.2 C u hình ghép t ng nghị h tăng 53Đ n th ng pha 58 ải tiến pha 59 uất cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp ph (CHB-qsBI) 62 5.3.1 Giới thiệu c u hình 62 viii 5.3.2 Phân tích ho t ộng c hình xu t 62 5.4 Mô gh p tầng nghịch ưu tăng áp pha 71 5.4.1 Các thông s m ch 71 5.4.2 Kết mô 71 5.5 Mô gh p tầng nghịch ưu tăng áp ph 73 5.5.1 T ng hợp nguồn DC pha cân 74 552 ng hợp nguồn DC pha không cân 76 5.6 Thực nghiệm 78 5.6.1 Kết th c nghiệm c hình gh t ng pha 78 5.6.2 Kết th c nghiệm c hình gh t ng b h 81 ết uận chương 86 CHƯƠNG 6: ẾT LUẬN 87 ết uận nội dung trình bày luận án 87 Hướng phát tri n 88 PHỤ LỤC 01- ANH MỤC CÔNG TRÌNH Đ CƠNG Ố 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 ix DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1, 1.2: đồ khối nghịch ưu tru n thống Hình 1.3: Bộ nghịch ưu áp ạng đi-ốt kẹp (NPC) Hình 1.4: Bộ nghịch ưu áp ạng kẹp t (FC) Hình 1.5: Bộ nghịch ưu áp đ ậc dạng Cascade ba pha Hình 2.1: Ngu n ý u n hệ thống điện h ưới u nghịch ưu 14 Hình 2.2: Cấu hình nghịch ưu tru n thống kết hợp tăng áp C-DC 15 Hình 2.3: Cấu hình nghịch ưu nguồn Z ph ản 15 Hình 2.4: Mạch tương đương nghịch ưu nguồn Z h ạt động 16 Hình 2.5: Bộ nghịch ưu nguồn Z ph ản 16 Hình 2.6: Cấu hình nghịch ưu tăng áp ản 18 Hình 2.7: Cấu hình nghịch ưu tăng áp cải tiến 19 Hình 2.8: Các trạng thái hoạt động nghịch ưu tăng áp cải tiến 19 Hình 2.9: Giản đồ ung u chế sóng Sin cho nghịch ưu tăng áp cải tiến 21 ì 1: đồ mạch củ ộ nghịch ưu I-H 26 ì 2: đồ mạch củ ộ nghịch ưu I 26 ì 3: đồ mạch tương đươngcủ I-H 27 ì 4: đồ mạch tương đương củ I 30 ì 5: sánh hệ số tăng áp củ ì 6: sánh hiệu suất củ I-H I-H I 32 I tr ng trường hợp 37 Hình 3.7: Kết thí nghiệm cho qSBI với D = 0.4 39 Hình 4.1: đồ khối mạch biến đổi tăng áp C-DC 42 Hình 4.2: Cấu hình DC- C tăng áp C sc 43 Hình 4.3: Cấu hình DC- C tăng áp MC ( t g Mu tip i r C s) 44 Hình 4.4: Cấu h nh tăng áp k p 45 Hình 4.5: đồ khối mạch tăng áp c-dc 46 Hình 4.6: Bộ chuy n đổi tăng áp C- C kh ng cách Hình 4.7: ạng s ng ung u n củ c độ lợi cao 46 ộ chu n đổi C- C đ uất 47 Hình 4.8: Trạng thái hoạt động mạch S0 dẫn 48 Hình 4.9: Trạng thái hoạt động mạch S0 ng t 48 Hình 4.10: Trạng thái hoạt động mạch chế độ không liên t c (DCM) 49 Hình 4.11: Độ ợi tăng áp củ ộ chu n đổi đ x uất tr ng chế độ DCM / CCM 50 Hình 4.12: Đường bao Kcrit ph thuộc vào D chế độ CCM / DCM 51 Hình 4.13: ết uả m DC-DC 53 Hình 4.14: M h nh thực nghiệm DC-DC 54 Hình 4.15: ết uả thực nghiệm C-DC 55 ì 16: Hiệu suất độ ợi tăng áp củ mạch tăng áp C- C đ Hình 5.1: Bộ nghịch ưu áp đ uất 56 ậc dạng Cascaded ba pha tru n thống 57 Hình 5.2: Cấu hình nghịch ưu c sc pha truy n thống 59 Hình 5.3: Cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp ph đ xuất 60 Hình 5.4: Giản đồ thuật t án u n u chế P M 61 Hình 5.5: K thuật PWM cho cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp 61 Hình 5.6: Cấu hình nghịch ưu tăng áp Cascaded ph đ xuất (CHB-qSBI) 62 Hình 5.7: Ba trạng thái hoạt động qSBI 64 Hình 5.8: Cấu hình nghịch ưu tăng áp ph nguồn Z (CH -qZBI) 66 Hình 5.9: sánh hệ số độ ợi tăng áp củ CH - I CH -qZSI 67 Hình 5.10: Giản đồ thuật t án u n u chế P M 69 Hình 5.11: K thuật u chế độ rộng xung PWM 70 Hình 5.12: ết uả m ph 72 Hình 5.13-5.16: ết uả m ph 75 Hình 5.17: Mơ hình thực nghiệm module ph 79 Hình 5.18, 5.19: ết uả thực nghiệm tr n ph 80 Hình 5.20: Mơ hình thực nghiệm cấu h nh gh p tầng ph 81 Hình 5.21, 5.22: ết uả thực nghiệm 83 Hình 5.23: Hiệu suất củ mạch 85 xi DANH SÁCH BẢNG B ng 2.1: So sánh cấu hình nghịch ưu tăng áp 22 1: sánh giữ I 3: Khoảng thời gian dẫn I-H c ng u kiện đầu và đầu r 34 ng điện dẫn củ h i ộ nghịch ưu 35 3: Các th m số inh kiện cuả mạch I 38 B ng 4.1: Các thơng số cấu hình DC-DC đ xuất 52 B ng 4.2: Linh kiện dùng mơ hình thí nghiệm DC-DC 53 B ng 5.1: So sánh cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp 65 B ng 5.2: So sánh cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp 66 B ng 5.3: Các trạng thái gic củ chu n mạch tr n m u I 69 B ng 5.4: Các thông số mạch mô cấu h nh ph 71 B ng 5.5: Các thông số mạch mô cấu h nh ph 73 B ng 5.6: Các thông số cho module mạch thực nghiệm ph 79 B ng 5.7: Các thông số cho module mạch thực nghiệm ba pha 82 xii ậ c Chương đ uất cấu h nh nghịch ưu gh p tầng ba pha (CHB-qSBI) CHB- qSBI có ưu m s với cấu h nh tru n thống trước đ s sánh tr nh tr ng chương nà nghịch ưu đ module tr n ph CH - ậc truy n thống đ N giải vấn đ xảy cân nguồn áp DC ất k , vấn đ ng n mạch xảy mạch cầu H Cấu h nh I ch hệ số tăng áp c hơn, giảm số TH nhi u điện t ( MI) đến uá tr nh h ạt động củ mạch CHB- th u ph n t ch, giảm ảnh hưởng với CH -qZSI ba pha, I giảm số cuộn cảm t điện Điện áp ng r củ module có th đạt c ng giá trị ằng cách u n chu k ng n mạch nhờ giải thuật P M củ t ng m u Chương nà c ng ph n t ch mạch điện ngu n ý, m tả k thuật u chế P M củ cấu h nh đ chứng minh nội ung ph n t ch t uất ết uả m thực nghiệm ý thu ết 86 ƯƠNG 6: ẾT LUẬN ậ nội dung trình bày luận án 6.1 K Luận án tr nh kết uả nghi n cứu tr ng chương đ cập tr ng đ khái uát nội ung, m c ti u, phương pháp nghi n cứu Tr n sở nội ung ác định, uận án àm r sở lý thuyết c i n u n đến nghịch ưu, nghịch ưu tăng áp, ngu n ý h ạt động số cấu hình nghịch ưu tr ng thực tế Tr ng đ , s u ph n t ch àm r ngu n ý h ạt động củ nghịch ưu tăng áp pha cải tiến với t nh vượt trội so với nghịch ưu tru n thống như: khả tăng áp c hơn, dòng nguồn đầu vào liên t c, hoạt động an toàn với trạng thái ng n mạch Do cấu hình nghịch ưu tăng áp cải tiến có th ng đ thay nghịch ưu nguồn Z ứng công suất thấp, mà k ch thước trọng ượng nghịch ưu ếu tố ự chọn u n trọng T việc so sánh ưu nhược m củ cấu h nh nghịch ưu tăng áp cải tiến với cấu h nh tru n thống trước đ rút r t nh ưu m củ n c ng t nh khả thi tr ng ứng Tiếp th đ , uận án c ng đ DC-D kh ng cách ,đ ng thực tế uất cấu h nh mạch chu n đổi tăng áp kh u u n trọng tr ng cấu h nh nghịch ưu tăng áp, g p phần u ết định đến hệ số tăng áp c ng hiệu suất h ạt động củ mạch Các ộ nghịch ưu tru n thống h tăng áp giới hạn nà đ cải tiến c ng c th c hệ số vậ , mạch tăng áp C- C c hệ số tăng áp c tr ng giải pháp hiệu uả kết hợp với ộ nghịch ưu đ cung cấp nguồn chi u ch ph tải h ặc nối ưới cần thiết Kết mô thực nghiệm mạch đ xuất c ng công bố báo hội nghị VCM-2016 Cần Thơ, iệt Nam [70] báo (SCI-E) [56] Cuối c ng đ uất cấu h nh gh p tầng nghịch ưu tăng áp ba pha sử ng ộ nghịch ưu tăng áp cải tiến Tr ng phần nà uận án ph n t ch àm r ngu n ý h ạt động củ cấu h nh gh p tầng nghịch ưu tăng áp ph đ uất, s sánh với cấu h nh tru n thống trước đ rút r ưu m củ cấu h nh nà Đồng thời thực ựng m h nh m phỏng, thực nghiệm r kết uả tr nh tr ng chương Cấu hình đ xuất nà c hệ số tăng áp c , giải 87 vấn đ xảy nghịch ưu gh p tầng đ c n ằng nguồn áp DC giữ m u ậc truy n thống đ tr n ph ất k , vấn đ ng n mạch xảy mạch cầu H, giảm số TH , giảm ảnh hưởng nhi u điện t ( MI) đến uá tr nh h ạt động củ mạch ới giải thuật u n ch cấu h nh đ uất ch kết uả mô thực nghiệm nhằm minh chứng cho lý thuyết ph n t ch ết uả nà h àn t àn tương th ch, ph hợp với ý thu ết ra, n mang tính khả thi có th ứng d ng thực tế cho hệ thống điện trung sử d ng nguồn ượng tái tạo có mức điện áp thấp Đ c ng ch nh u cầu c ng m c tiêu cần hướng tới thực tr ng tương lai việc tận d ng nguồn ượng tái tạ , ượng an toàn thân thiện với m i trường sống Nội dung nghiên cứu nà c ng cơng bố tạp chí, hội nghị, báo quốc tế… đ cập [63], [64], [65], [69], [80] Với chương tr nh , luận án ám sát đ cương nghiên cứu giải u ết nhiệm v c ng nội ung nghi n cứu đ r m c ti u, 6.2 h àn thành u cầu đạt ác định ớng phát triển Mặc dù nội dung nghiên cứu luận án cơng phu, kết có tính mới, kết m thực nghiệm m ng t nh khả thi ứng d ng Song số tồn tại, hạn chế cần tiếp t c nghiên cứu, phát tri n nhằm không ng ng nâng cao hiệu sử d ng nguồn ượng ứng d ng củ đời sống xã hội đ à: - Tần số đ ng ng t chuy n mạch bị giới hạn, u nà tác động không nhỏ đến số TH c ng hiệu suất mạch vậ , cần nghi n cứu cải tiến - ết uả thực nghiệm cấu h nh ph c n ị giới hạn ( u kiện ph ng th nghiệm) thực cho ch mức điện áp đầu c giá trị thấp, giá trị s i ệch giới hạn (trường hợp kh ng c n ằng) ch điện áp ng r mức ổn định 110Vrms, cần phải nghi n cứu cải tiến thuật t án ch mạch u n đ có th cho 88 áp 220Vrms ổn định nữ , việc ki m s át kh c ph c ỗi củ mạch tr ng uá tr nh h ạt động, nhằm cung cấp nguồn điện sử d ng cho ph tải phù hợp u kiện thực tế Việt Nam - Hệ số tăng áp củ mạch tu cải thiện nhi u, song cần phải cải thiện nhằm nâng cao hiệu suất làm việc mạch đ c ng ch nh u cầu có tính then chốt g p phần mang lại lợi ích kinh tế cao Các kết nghiên cứu àm sở u n trọng đ nghiên cứu phát tri n, đ uất cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp ph hơn, sử d ng rộng rãi hiệu uả tr ng kh i thác nguồn ượng mới, nguồn ượng tái tạo cung cấp ượng cho mặt củ đời sống xã hội Tr ng đ n n tập trung cải thiện hiệu suất mạch c ng sử d ng lập trình FPGA thuật t án u n cho module t ng ph đ làm cho cấu trúc mạch gọn hơn, hiệu suất sử d ng c Luận án c ng cố g ng tr nh kết uả nghi n cứu với minh chứng gic, kh Thầ , nhà kh thiện nữ nhà kh học s ng kh ng tránh khỏi thiếu s t nh m ng uý học c ng đồng nghiệp đ ng g p giúp ch tác giả (NC ) h àn Rất m ng nhận đ ng g p, giúp đỡ uý áu củ uý Thầ , học c ng đồng nghiệp Tr n trọng cảm ơn 89 Ụ Ụ I Đề 1- DAN Ụ ÔNG TR N ĐÃ ÔNG Ố : Chủ nhiệm đ tài: “Nghiên c u, thiết kế lắp ráp nguồn DC-DC dùng cho t ng O A ng ợng nhỏ” Trường Đại học TTLL, mã số 364/QĐ-T Q, năm 2016, đạt kết xuất s c Th m gi đ tài: “Cải thiện ộ lợi áp nghị h tăng ” Trường Đại học P T TP HCM, mã số T2016-18TĐ, năm 2017, đạt kết xuất s c Th m gi đ tài: “ gh n t ng nghị h tá ộng ủ th nh h n h h b tăng ” N f t ch, mã số 103 01-2015 19 , năm 2018, đạt kết uả uất s c II Các báo: ác b bá ạp c í ộ ị ốc [1] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Youn-Ok Choi and Geum-Bae Cho “Switched-Capacitor-Based High Boost DC-DC C nv rt r” J of Energies/MPDI (DOI:10.3390/en11040987/SCI-E/ISSN 1996-1073.) Energies 2018, 11, 987 http://www.mdpi.com/journal/energies [online] [2] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Cao-Cuuong Ngo and Youn-Ok Choi “Thr -Phase Five-Level Cascade Quasi-Switched Boost Inverter” J of Electronics /MPDI (DOI:10.3390/electronics8030296/SCI-E/ISSN 2079-9292) Electronics 2019, 8, 296 http://www.mdpi.com/journal/ Electronics [online] [3] Van-Thuan Tran, Tan-Tai Tran, M K Nguyen “Cascaded single-phase boost inverter using high frequency transformer”, Journal of Advanced Engineering and Technology, Chosun University, Korea, Vol 9, pp 57-62 (No1, 3/2016) [online] [4] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Pan-Gum Jung, Youn-Ok Choi, and Geum-Bae Cho “A Single-Phase Cascaded H-bridge Quasi Switched Boost Inverter for Renewable Energy Sources Applications” J of clean Energy and Technologies, Vol6 No1(1/2018), pp26-31, 2018 [online] [5] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Myoung-Han Yoo, Youn-Ok Choi and Geum- Ch “A Three-Phase Cascaded H-Bridge Quasi Switched Boost 90 Inv rt r f r R n w n rg ” IEEE Xplore Digital Library, 2017, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS) [online] [6] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Tan-Tai Tran and Geum-Bae Cho “A st inv rt r” new pwm algorithm for single-phase cascaded H-bridge quasi-switch Hội nghị ISEE 2017 t i TPHCM (đã đăng tr n kỷ yếu hội nghị ISBN 978-604-735317-0) [7] Trần ăn Thuận, Nguy n Minh Khai, Trần Tấn Tài “Giải thuật u chế độ rộng xung (PWM) cho cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp ph ” Hội nghị tri n lãm Qu c tế v 2 ác b [1] Trần bá ạp c í u n t ộ ị ăn Thuận, Ngu n Minh ộng hóa -VCCA, 2017 ớc h i “ sánh ộ nghịch ưu tăng áp pha với nghịch ưu cầu H ph kết hợp tăng áp C- C” T p chí T ộng hóa ngày nay, số 4, trang 66-72, năm 2016 [2] Trần ăn Thuận, Trần Tấn Tài, Ngu n Minh tầng ộ nghịch ưu tăng áp ph đ ậc” T h i, Ng C Cường “Gh p h 9(106), trang 42-46, năm 2016 [3] Lương H àn Tiến, Ngu n Minh h i, Trần ăn Thuận, Ng nghịch ưu ph năm ậc nguồn Z hình T”, T h ăn Thu n “Bộ u n t ộng hóa Việt Nam, số 8/2016 [4] Trần ăn Thu n, Ngu n Minh h i, ương Trường u , “ ộ tăng áp độ lợi cao DC-DC không cách ly”, Hội nghị VCM-2016 Cần Thơ, 11/2016 Lương H àn Tiến, Ngu n Minh h i, Trần ăn Thuận, Ng ăn Thu n “ ộ nghịch ưu pha nguồn Z hình T với giải thuật ng n mạch hỗn hợp”, ộ nghị VCM-2016 Cần Thơ, 11/2016 Trần ăn Thuận, Ng C Cường, C ng iến áp c hệ số gh p thấp Nhật T n “ ộ chu n đổi ộ nghị h M nh, 7/2018, ISBN 978-604-67-1082-0 91 năm 20 ủ ng C- C sử t TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kerekes T., Teodorescu R., Liserre M., Klumpner C., and Sumner M., “Evaluation of three-phase transformerless photovoltaic inverter topologies”, IEEE Trans Power Electron., vol 24, no 9, pp 2202–2211, 2009 [2] L im H ng, “Hệ thống quản ý ượng”, T p chí Khoa học & Công nghệ ẵng, Số 3, Năm 2003 i họ [3] Demomi H., Bome L J., and Nayar C., “Design and implementation of a low cost sine wave inverter” IEEE – ISIE International Symposium on Industrial Electronics, pp 280-285, 2003 [4] Peng F Z., “Z-source inverter”, IEEE Transactions on Industry Applications, vol 39, no 2, pp 504-510, March/April 2003 [5] Liu J B., Hu J G., and Xu L Y., “Dynamic modeling and analysis of Z-source converter-derivation of AC small signal model and design-oriented analysis”, IEEE Trans Power Electron., vol 22, no 5, pp 1786–1796, 2007 [6] Minh-Khai Nguyen., “Cascaded five-level embedded-type switched boost inverter” J of Advanced Engineering and Technology, Vol 7, No 9, pp 107-112, 2014 [7] Trần ăn Thuận, Ngu n Minh h i , “So sánh nghịch ưu tăng áp pha với nghịch ưu cầu H ph kết hợp tăng áp C-DC” T p chí T ộng hóa ngày nay, số 4, trang 66-72, năm 2016 [8] Ellabban O., Mierlo J V., and Lataire P., “A DSP-based dual-loop peak DC-link voltage control strategy of the Z-source inverter”, IEEE Trans Power Electron., vol 27, no 9, pp 4088 – 4097., 2012 [9] Shen M et al., “Constant boost control of the Z-source inverter to minimize current ripple and voltage stress”, IEEE Trans Ind., vol 42, no 3, pp 770-778, Appl 2006 [10] Huang Y, Shen M, Peng F.Z, and Wang J, “Z-source inverter for residential photovoltaic systems”, IEEE Trans Power Electron, vol 21, no.6, pp.1776–1782, 2006 92 [11] Nguyen M K., Lim Y C., and Cho G B., “Switched-inductor quasi Z-source inverter”, IEEE Trans Power Electron., vol 26, no 11, pp 3183-3191, 2011 [12] Nguy n Minh Khai, Nguy n Khánh T Tâm, and Nguy n ăn Nhờ, “Ghép tầng cấu trúc chuy n cuộn cảm máy biến áp nghịch ưu nguồn Z”, Hội nghị toàn qu c l n th v u n T ộng hoá - VCCA-2013, 2013 [13] Nguyen M K., Lim Y C., and Kim Y C., “TZ-source inverters”, IEEE Trans Ind Electron., vol 60, no 12, pp 5686-5695, 2013 [14] Ravindranath A., Mishra S., and Joshi A., “Analysis and PWM control of switched boost inverter”, IEEE Trans Ind Electron., vol 60, no 12, pp 5593 5602, 2013 [15] Mishra S., Adda R., and Joshi A., “Inverse Watkins–Johnson topology-based inverter”, IEEE Trans Power Electron., vol 27, no 3, pp 1066 – 1070, 2012 [16] Nguyen Minh Khai, Le Tuan Vu, Park Sung Jun, and Lim Young Cheol , “A Class of Quasi-Switched Boost Inverters”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol 62, no 3, pp 1526-1536, March 2015 [17] Nabae A , Takahashi I., and Akagi H., “A New Neutral-Point-Clamped PWM Inverter”, Industry Applications, IEEE Transactions, vol IA-17 , no 5, pp 518 523, Sept 1981 [18] Rahman K., Tariq A., and Bakhsh F I., “Modeling and analysis of multilevel inverters using unipolar and bipolar switching schemes”, in Advances in Engineering, Science and Management (ICAESM), Nagapattinam, Tamil Nadu, March 2012, pp 466 - 471 [19] Bor-Ren Lin and Chun-Hao Huang, “Single-phase capacitor clamped inverter with simple structure”, in Circuits and Systems, 2004 ISCAS '04 Proceedings of the 2004 International Symposium, May 2004, pp 924 -927 [20] Chun TW, Kim HG, Nho EC, Tran QV., “Minimization of Voltage Stress across Switching Devices in the Z-Source Inverter by Capacitor Voltage Control”, Journal of Power Electronics, vol 9, no 3, pp 335-342, 2009 93 [21] M K Nguyen, Y C Lim, and S J Park “A comparison between single-phase quasi Z-source and quasi-switched-boost inverters” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol 62, No 10, pp 6336-6344, Oct 2015 [22] Toffoli, F.L, Pereira, D.C, Paula, W.J, Junior, D.S.O “Survey on non-isolated high-voltage step-up DC–DC topologies based on the boost converter” IET Power Electron 2015, 8, 2044–2057 DOI: 10.1049/iet-pel.2014.0605 [23] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Pan-Gum Jung, Youn-Ok Choi, and Geum-Bae Cho “A Single-Phase Cascaded H-bridge Quasi Switched Boost Inverter for Renewable Energy Sources Applications” J of clean Energy and Technologies, Vol6 No1(1/2018), pp26-31, 2018 [online] [24] Van-Thuan Tran, Tan-Tai Tran, M K Nguyen “Cascaded single-phase boost inverter using high frequency transformer”, Journal of Advanced Engineering and Technology, Chosun University, Korea, Vol 9, pp 57-62 (No1, 3/2016) [25] Nymand, M, Andersen, M.A.E “High-efficiency isolated boost DC–DC converter for high-power low-voltage fuel-cell applications” IEEE Trans Ind Electron 2010, 57, 505–514 DOI: 10.1109/TIE.2009.2036024 [26] Jin, K.; Yang, M, Ruan, X; Xu, M “Three-level bidirectional converter for fuel-cell/battery hybrid power system” IEEE Trans Ind Electron 2010, 57, 1976– 1986 DOI: 10.1109/TIE.2009.2031197 [27] Li, W.; He, X “Review of nonisolated high-step-up dc/dc converters in photovoltaic grid-connected applications” IEEE Trans Ind Electron., 2011, 58, 1239–1250, DOI: 10.1109/TIE.2010.2049715 [28] Bratcu, A I.; Munteanu, I.; Bacha, S.; Picault, D.; Raison, B “Cascaded DC– DC converter photovoltaic systems: power optimization issues” IEEE Trans Ind Electron., 2011, 58, 403-411, DOI: 10.1109/TIE.2010.2043041 [29] Garcia, F S.; Pomilio, J A.; Spiazzi, G “Modeling and control design of the interleaved double dual boost converter” IEEE Trans Ind Electron., 2013, 60, 3283-3290, DOI: 10.1109/TIE.2012.2203770 94 [30] Nguyen, M K.; Lim, L C.; Choi, J H.; Cho, G B “Isolated High Step-up DC-DC Converter Based on Quasi-Switched-Boost Network” IEEE Trans Ind Electron, 2016, 63, 7553-7562, DOI: 10.1109/TIE.2016.2586679 [31] Ouyang, Z.; Sen, G.; Thomsen, O C.; Andersen, M A E “Analysis and design of fully integrated planar magnetics for primary–parallel isolated boost converter” IEEE Trans Ind Electron., 2013, 60, 494-508, DOI: 10.1109/TIE.2012.2186777 [32] Nguyen, M K.; Duong, T D.; Lim, L C.; Kim, Y J “Isolated boost dc–dc converter with three switches” IEEE Trans Power Electron, 2018, 33, 1389-1398, DOI: 10.1109/TPEL.2017.2679029 [33] Shi, X.; Jiang, J.; Guo, X “An efficiency-optimized isolated bidirectional dcdc converter with extended power range for energy storage systems in microgrids” Energies, 2013, 6, 27-44; DOI:10.3390/en6010027 [34] Prudente M; Pfitscher, L.L.; Emmendoerfer G, Romaneli E F, Gules R “Voltage multiplier cells applied to non-isolated dc-dc converters” IEEE Trans Power Electron, 2008, 23, 871 -887, DOI: 10.1109/TPEL.2007.915762 [35] Minh-Khai Nguyen, Young-Gook Jung, Hyong-Yeol Yang and Young-Cheol Lim “Harmonic Intensity Reduction Technique for Single Phase Switched Reluctance Motor Drives Using a New Random PWM Scheme” Journal of Power Electronics, Vol 10, No 1, pp 51-57, January 2010 [36] Minh-Khai Nguyen, Young-Gook Jung, Young-Cheol Lim, and Young-Min Kim “A Single-Phase Z-Source Buck-Boost Matrix Converter” IEEE Transactions on Power Electronics, Vol 25, No 2, pp 453-462, February 2010 [37] Hsieh, Y P.; Chen, J F.; Yang, L S.; Wu, C Y., ; Liu, W S “Highconversion-ratio bidirectional DC/DC converter with couple inductor” IEEE Trans Ind Electron., 2014, 61, 1311-1319, DOI: 10.1109/TIE.2013.2244541 [38] Tang, Y.; Fu, D.; Kan, J.; Wang, T “Dual switches dc/dc converter with three – winding – coupled inductor and charge pump” IEEE Trans Power Electron, 2016, 31, 461-469, DOI: 10.1109/TPEL.2015.2410803 95 [39] Padmanaban, S.; Bhaskar, M S.; Maroti, P K.; Blaabjerg, F.; Fedák, V “An original transformer and switched-capacitor (T & SC)-based extension for dc-dc boost converter for high-voltage/low-current renewable energy applications: hardware implementation of a new T & SC boost converter” Energies, 2018, 11, 783; DOI:10.3390/en11040783 [40] Tang, Y.; Wang, T.; Fu, D “Multicell switched-inductor/ switched-capacitor combined active-network converters” IEEE Trans Power Electron, 2015, 30, 2063-2072, DOI: 10.1109/TPEL.2014.2325052 [41] Minh-Khai Nguyen, Young-Cheol Lim, Young-Hak Chang, and Chae-Joo Moon “Embedded Switched-Inductor Z-Source Inverters” Journal of Power Electronics, Vol 13, No 1, pp 9-19, January 2013 [42] Yang, L S.; Liang, T J.; Chen, J F “Transformerless DC-DC converters with step-up voltage gain” IEEE Trans Ind Electron., 2009, 56, 3144-3152, DOI: 10.1109/TIE.2009.2022512 [43] Nguyen, M K.; Duong, T D.; Lim, L C “Switched-capacitor-based dualswitch high-boost dc–dc converter” IEEE Trans Power Electron, 2018, 33, 41814189, DOI: 10.1109/TPEL.2017.2719040 [44] Axelrod, B.; Berkovich Y, Ioinovici “A Switched-capacitor/switched-inductor structures for getting transformerless hybrid dc-dc PWM converters” IEEE Trans Circuits Syst I, 2008, 55, 687-696, DOI: 10.1109/TCSI.2008.916403 [45] Hernandez, C A V; Maldonado, J C M; Resendiz, J E V; Caro, J C R “Modeling and control of an interleaved DC-DC multilevel boost converter” In Proc IEEE 18th Workshop on Control and Modeling for Power Electronic (COMPEL), 9-12 July 2017, pp 1-6, DOI: 10.1109/COMPEL.2017.8013301 [46] Wu, G.; Ruan, X.; Ye, Z “Nonisolated high step-up DC-DC converters adopting switched-capacitor cell” IEEE Trans Ind Electron., 2015, 62, 383–393, DOI: 10.1109/TIE.2014.2327000 [47] Graovac, D.; Pürschel, M.; Kiep, A “MOSFET power losses calculation using the datasheet parameters” Infineon Application Note, 2006, 1.1, 1–23, http://application-notes.digchip.com/070/70-41484.pdf 96 [48] Ding X., Qian Z., Yang S., Cui B., and Peng F., “A Direct Peak DC-link Boost Voltage Control Strategy in Z-Source Inverter”, in The Twenty Second Annual IEEE Applied Power Electronics Conference, 2007, pp 648-653 [49] Minh-Khai Nguyen, Young-Cheol Lim, and Joon-Ho Choi Single-phase Zsource-based voltage sag/swell compensator in proc Twenty-Eighth Annual IEEE A w E t n nf n n E t n A E ’ , 3-2013, pp 3138 - 3142, Long Beach, CA, USA [50] Nguyen M K., Hoang A Q., Le T V., Park S J., Choi J H., Kim S J and Lim Y C., “Improved switched boost inverter with reducing capacitor voltage stress” In proc IEEE International Symposium on Industrial Electronics, E’ , 06-2014, pp.1-5, Istanbul, Turkey [51] Sen G and Elbuluk M., “Voltage and Current Programmed Modes in Control of the Z-Source Converter”, IEEE Transactions on Industry Applications, vol 46, no 2, pp 680-686, 2010 [52] Ravindranath Adda, Olive Ray, Santanu K Mishra, and Avinash Joshi, “Synchronous-Reference-Frame-Based Control of Switched Boost Inverter for Standalone DC Nanogrid Applications”, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol 28, no 3, pp 1219-1233, March 2013 [53] Tran Quang Vinh, Chun Tae Won, Ahn Jung Ryol, and Lee Hong Hee, “Algorithms for Controlling Both the DC Boost and AC Output Voltage of ZSource Inverter”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 54, no 5, pp 2745-2750, October 2007 [54] Nathan L S., Karthik S., and Krishna S R., “The 27-level multilevel inverter for solar PV applications”, in Power Electronics (IICPE), Delhi, 2012, pp - [55] Priyaa A S., Seyezhai R., and Mathur B L., “Design and implementation of cascaded Z-Source Multilevel Inverter”, in Advances in Engineering, Science and Management (ICAESM), Nagapattinam, Tamil Nadu, 2012, pp 354 - 360 [56] Van-Thuan Tran , Minh-Khai Nguyen, Youn-Ok Choi and Geum-Bae Cho “Switched-Capacitor-Based High Boost DC-DC Converter” J of Energies/MPDI (http://www.mdpi.com/journal/energies), 2018, 11, 987 [online] 97 [57] Trần ăn Thuận, Ngu n Minh h i, ương Trường u , “ ộ tăng áp độ lợi cao DC-DC không cách ly”, Hội nghị VCM-2016 Cần Thơ [58] Porselvi T and Muthu R., “Comparison of Cascaded H-Bridge, Neutral Point Clamped and Flying Capacitor multilevel inverters using multicarrier PWM”, in India Conference (INDICON), 2011 Annual IEEE, Hyderabad, 2011, pp - [59] A H Rajaei, S kaboli, and A Emadi, “Sliding-mode control of Z-source inverter”, in Proc IEEE 34th Annu Conf Industry Electronics, 2008, pp 947-952 [60] H Rostami and D A Khaburi, “Neural net-works controlling for both the DC boost and AC output voltage of Z-source inverter”, in Proc 1st Power Electronics Drive System Technology Conf., 2010, pp 135-140 [61] W Mo, P C Loh, and F Blaabjerg, “Model predictive control for Z-source power converter”, in Proc 8th Int Conf Power Electronics, 2011, pp 3022-3028 [62] Tang Y., Wei J., Xie S., “A new direct peak dc-link voltage control strategy of Z-source inverters”, in Proc 25th Annu IEEE Applied Power Electronics Conf Exposition (APEC), pp 867–872,2010 [63] F Guo et al., “Development of an 85-kW bidirectional quasi Z-source inverter with DC-link feed-forward compensation for electric vehicle applications”, IEEE Trans Power Electron., 28(12), pp 5477–5488,2013 [64] Divya Subramanian and Rebiya Rasheed , “Five Level Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter Using Multicarrier Pulse Width Modulation Technique”, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), vol 3, no 1, pp 438-441, July 2013 [65] M K Nguyen, Y C Lim, S J Park, and Y G Jung “Cascaded TZ-source inverter” IET Power Electron , Vol 7, No 8, pp 2068-2080, August 2014 [66] Minh-Khai Nguyen, Khanh-Tu-Tam Nguyen, and Van-Nho Nguyen “Cascaded switched-inductor and transformer cells in Z-source inverter” Hội nghị toàn qu c l n th v u n t ộng hóa, VCCA-2013, 11-2013, Đà Nẵng, Việt Nam 98 [67] Nguy n Minh Khai Nguy n Ngọc Lâm “Nghịch lưu tăng áp cải biên với ộng hóa ngày nay, trang 41-45, số 9, tháng dòng nguồn liên t c” T p chí T 4/2014 [68] Trần ăn Thuận, Trần Tấn Tài, Ngu n Minh tầng ộ nghịch ưu tăng áp ph đ ậc” T h i, Ng C Cường “Ghép h 9(106), trang 42-46, năm 2016 [69] Van-Thuan Tran, Minh-Khai Nguyen, Myoung-Han Yoo, Youn-Ok Choi and Geum-Bae Cho “A Three-Phase Cascaded H-Bridge Quasi Switched Boost Inverter for Renewable Energy” IEEE Xplore Digital Library, 2017, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS)[online] [70] Trần ăn Thuận, Nguy n Minh Khai, Trần Tấn Tài “Giải thuật u chế độ rộng xung (PWM) cho cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp ph ” Hội nghị tri n lãm Qu c tế v u n t ộng hóa -VCCA, 2017 [71] R.W.Erickson and D.Maksimovic, “Fundamentals of Power Electronics Norwell”, MA, USA: Kluwer, 2001 [72] Fabio Viola “Experimental Evaluation of the Performance of a Three-Phase Five-Level Cascaded H-Bridge Inverter by Means FPGA-Based Control Board for Grid Connected Applications” Energies 2018, 11, 3298 [73] Manel Hammami, Gabriele Rizzoli, Riccardo Mandrioli and Gabriele Grandi “C p cit rs t g witching Ripp in Thr -Phase Three-Level Neutral Point s Clamped Inverters with Self-Balancing Carrier- M u ti n” Energies 2018, 11, 3244 [74 Yung ug n n J ngm k im “A N v Ph s Curr nt R c nstruction Method for a Three-Level Neutral Point Clamped Inverter (NPCI) with a Neutral hunt R sist r” Energies 2018, 11, 2616 [75] Driss Oulad-A u, i u i n Ahm R chi “ t g nc Control Analysis of Three-Level Boost DC-DC Converters: Theoretical Analysis and DSP- s R Tim Imp m nt ti n” Energies 2018, 11, 3073 99 [76] J Pou, R Pindado, and D đi-ốt-c mp r vich, “ t g -balance limits in four-level c nv rt rs with p ssiv fr nt n s,” IEEE trans Election., vol.52, no 1, pp 190 – 196, 2005 [77] Manel Hammami, Gabriele Rizzoli, Riccardo Mandrioli and Gabriele Grandi “C p cit rs t g witching Ripp in Thr -Phase Three-Level Neutral Point Clamped Inverters with Self-Balancing Carrier- s M u ti n” Energies 2018, 11, 3244 [78 Yung ug n n J ngm k im “A N v Ph s Curr nt R c nstructi n Method for a Three-Level Neutral Point Clamped Inverter (NPCI) with a Neutral hunt R sist r” Energies 2018, 11, 2616 [79] R S Kanchan, Student Member, IEEE, P N Tekwani, Student Member, IEEE, and K Gopakumar, Senior Member, IEEE., “Three-Level Inverter Scheme With Common Mode Voltage Elimination and DC Link Capacitor Voltage alancing for an Open- n in ing In ucti n M t r riv ” , IEEE Transactions on Power Electronics, vol 21, no 6, pp 1676 – 1683, November 2006 [80] Van-Thuan Tran , Minh-Khai Nguyen, Cao-Cuuong Ngo and Youn-Ok Choi “Thr -Phase Five-Level Cascade Quasi-Switched Boost Inverter” J of Electronics /MPDI (http://www.mdpi.com/journal/ Electronics), 2019, 8, 296 [online] 100 ... 56 CHƯƠNG 5: GHÉP TẦNG NGHỊCH LƯ T NG ÁP A PHA 57 Cấu h nh gh p tầng (Cascaded) nghịch ưu ph tru n thống 57 5.2 Ghép tầng nghịch ưu tăng áp pha 58 5.2.1 C u hình ghép t ng nghị... xoay chi u ngõ cho mạch nghịch ưu tăng áp đ xuất [16] Dựa cấu hình nghịch ưu tăng áp nà thực ghép tầng nghịch ưu tăng áp pha, ba pha nhằm làm giảm thành phần sóng hài bậc cao củ điện áp ngõ Cấu... mạch tăng áp C-DC kh ng cách với hệ số tăng áp hiệu suất h ạt động cao - Tìm hi u cấu hình nghịch ưu tăng áp đ ậc, so sánh, nhận xét - Nghiên cứu đ xuất cấu hình ghép tầng nghịch ưu tăng áp ba pha