(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu bộ tăng áp DC DC tỉ số cao trong hệ thống pin mặt trời công suất vừa và nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƯƠNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU BỘ TĂNG ÁP DC – DC TỈ SỐ CAO TRONG HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CÔNG SUẤT VỪA VÀ NHO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 1880616 SKC006585 Tp Hồ Chí Minh, 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƯƠNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU BỘ TĂNG ÁP DC – DC TỈ SỐ CAO TRONG HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CÔNG SUẤT VỪA VÀ NHO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 1880616 (dịng 25) Tp Hồ Chí Minh, tháng …/… (chữ thường, cỡ 13; ghi tháng năm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƯƠNG XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU BỘ TĂNG ÁP DC – DC TỈ SỐ CAO TRONG HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI CÔNG SUẤT VỪA VÀ NHO NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 1880616 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Lương Xuân Trường Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 31/10/1996 Nơi sinh: TP HCM Quê quán: Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 86 Lê Thị Út, Tân Đông Hiệp, Dĩ An, Bình Dương Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: xuantruongpdl@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2014 đến 08/2018 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư phạm Kĩ thuật TP HCM, TP HCM Ngành học: CNKT Điện – Điện tư Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Cải tiến giải tḥt P&O dị điểm cơng śt cực đại cho pin mặt trời Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 06/2018 trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật TP HCM Người hướng dẫn: PGS TS Trương Việt Anh III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: i 2.2.3 Power Loss in the Switch: The power loss in switch S1 can be calculated similarly to the traditional boost circuit using the formula (15) =2 ∆ 1 At levels to 4, the current on the turned-on switch is also the current on the inductor in stage Consequently, ∆ =(2 −1) ( 1) ( 1) However, in stages and 3, during (1 − ) , the switch current is the magnetization and charge of the front level capacitor (Figure 4) Therefore, the power losses in the switches in these stages can be calculated, respectively, as: ∆ ( 2_3) Consequently, the total loss in a switch (S2, S3 or S4) in a cycle is: 2.2.4 Power Loss in the Output Capacitor The output capacitor (C4) serves not only to store energy but also to supply it to the load The output capacitor current has two components, namely the charge and discharge currents The C4 discharge current is the load current, and the charge current is the difference between the last level and the output current Therefore, this can be calculated as (19): ∆ 4= 1− 2.2.5 Losses in the Level Capacitor: The level capacitors (C1 to C3) operate in stages and only Both the charge and discharge currents of them are involved in the inductor current sequence Thus, the power losses to the level capacitor can be calculated as (20) ∆ =2 1− According to [19], conductive losses are low when switching frequencies below 100 kHz, which can lead to the switching losses being ignored Consequently, the total power loss in the proposed circuit can be calculated by the following: ∆ =∆ +∆ = (1 − )2 2.3 Control Technology to Minimize Power Loss In order to maximize the conversion efficiency, it is necessary to determine the correct values of N and D for minimizing the power losses defined by the formula (21) on the conditions in (22) 66 1≤ 0.1≤ 0.5≤ ≤ ≤0.8 ≤0.8 ( ℕ) =1 >1 The formula (21) is rewritten as below ∆ = ((2 2) If set up internal resistance: = ((2 3) Thus: ((2 4) Altern h e r e f o r e , w it h t h e r e q ui r e d o u t p u t p o w e r P o a n d o u t T put voltage Vo (respectively Io and RLoad), the choice of working levels N and duty cycle D to minimize power losses is, in fact, essentially minimum internal resistance ro The efficiency of the circuit can be calculated according to equation (27) B* is the ideal voltage boost ratio in (10), and the internal resistance (ro) is zero The efficiency can be calculated by (28 ) = The real voltage boost = (27 ) is set up, then = = ∗ The input power Pin and output voltage Vo are also calculated as follows: = = 0+∆ ∗ ( , )− (29 ) (30 ) T hi s p a p e r p r o p o s e s u si n g a g r a p h m e t h o d t o d e t e r m in e N a n d D f o r m in i m u m Δ P (or minimum internal resistance ro) The value of r0 as calculated in formula (24) with the parameters RL, RS, RD, RC is given in Table The values D and N satisfy the constraint (22) The real voltage boost B can be calculated by formula (28) for each value of N, D, and ro The load resistor RLoad can be calculated from the required output voltage and power of the DC-DC converter in equation (31) We select RLoad = 250 Ohm, which is suitable for Vo from 400 V to 600 V and Po from 250 W to 1000 W The efficiency and boost ratio graphs according to the activity levels N and duty cycle D are indicated by the flowchart in Figure 5, and Figure shows the results of this 67 Begin Input Calculate (31) N=1 D=0.1 Calculate: Equivalent resistance ro (24) Power input Pin (29) Efficiency (27) Boost factor B (28) D=D+ΔD No D>0.8 Yes Graph η = (N, D) B=(N,D) N=N+1 Yes N