Affordable Access

High Efficiency Power Converter for Low Voltage High Power Applications

Authors
Publisher
Technical University of Denmark (DTU)
Publication Date
Keywords
  • Emnet For Denne Ph
  • D
  • Afhandling Er Design Af Effektelektroniske Dc-Dc Konvertere Med Meget HøJ Virkningsgrad Til Anvende
  • Lav IndgangsspæNding Samt HøJ UdgangsspæNding
  • Disse Konvertere Anvendes I Stigende Grad Indenfor Vedvarende Energisystemer Baseret På BræNdselsc
  • Batterier Eller Solceller
  • Anvendelserne Omfatter NøDstrøMsanlæG (Ups)
  • Decentrale Mikro-KraftvarmeanlæG
  • Transportsystemer Så Som Elektriske Hybridbiler
  • Gaffeltrucks Samt SæRlige Anvendelser Indenfor Generering Af Elektrisk Energi Til KøLecontainere P
  • Campingvogne
  • Både
  • AfmæRkningsbøJer M
  • M
  • Der Gennemgås State-Of-The-Art På Området
  • De bedste af de præsenterede konvertere opnår rimelige høje virkningsgrader ved høje indgangssp�
  • Men Da De Fleste Systemers StøRrelse Og Pris AfhæNger Af Virkningsgraden I Det Kritiske Arbejdspun
  • Bliver Virkningsgraden Ved Minimal IndgangsspæNding Og Maksimal Udgangseffekt AfgøRende For Detsam
  • Bortset Fra En Ureguleret V6 Konverter Udviser Alle Offentliggjorte Konvertere Dog Kraftigt Faldende
  • Der Foretages En Detaljeret Analyse Af De VæSentligste Tabsfaktorer I Konvertere Til HøJe Effekter
  • Analysen Konkluderer At: • Korrekt Dimensionerede Effekttransformatorer Til Lav IndgangsspæNding
  • • Hvis Boost Konvertere Designes Optimalt
  • Vil Disse Kunne Opnå Langt HøJere Virkningsgrad End Tilsvarende Buck Konvertere
  • • Anvendelsen Af Voltage Clamp KredsløB Til Beskyttelse Imod OverspæNdinger På Switchkontaktern
  • Voltage Clamps Er Ikke LæNgere NøDvendige Og Virker I øVrigt Ikke
  • Hvis Konverteren Er Korrekt Designet
  • • Det Er Muligt At Opnå SæRdeles HøJ Virkningsgrad
  • Virkningsgrader På Op Til 98% Er Demonstreret På En 1
  • 5 Kw Konverter
  • Worst Case Virkningsgraden Er 96
  • 8%
  • Der Gennemgås Mulighederne For Atskalere Udgangseffekten På Konverteren I Området Fra 1-10 Kw
  • Der Skal Parallelkobles Et Stort Antal Power Mosfets For At Opnå En Udgangseffekt På 10 Kw
  • Der Er Behov For Pålidelig Og Robust Parallelkobling
  • Som Ikke NedsæTter Switch Tiderne
  • Endvidere Viser Analysen
  • At De HøJe VekselstrøMme På PrimæRsiden Vil VæRe SvæRe At Skalere P
  • G
  • A
  • Komponenternes Fysiske StøRrelse Kombineret Med IndtræNgningsdybden I Kobber
  • Endelig
  • PræSenteres Der En Ny Metode Til Delvis Parallelkobling Af Flere Effekttrin I Isolerede Boost Konve
  • Ved At BegræNse Parallelkoblingen Til De Få Kritiske Områder Med HøJ Belastning Opnås En Kostef
  • LøSningen Sikrer Automatisk StrøMdelingen Mellem Alle Parallelkoblede Effekttrin
  • LøSningen Kan Endvidere Anvendes I Alle Typer Boost Konvertere Og Kan – I Princippet – Udvides
  • Det Nye Princip Er Demonstreret I 2 Prototype Konvertere
  • En Dobbelt 3 Kw Konverter Og En Firdobbelt 10 Kw Konverter
  • Der Er Målt Virkningsgrader Op Til 98
  • 2%
  • Og De Laveste Virkningsgrader Ved Lav IndgangsspæNding Og HøJeste Udgangseffekt Ligger Imellem 96
  • 5% Og 96
  • 9%
  • The Topic Of This Thesis Is The Design Of High Efficiency Power Electronic Dc-To-Dc Converters For H
  • Low-Input-Voltage To High-Output-Voltage Applications
  • These Converters Are Increasingly Required For Emerging Sustainable Energy Systems Such As Fuel Cell
  • Battery Or Photo Voltaic Based Energy Systems
  • Applications Include Systems For Emergency Power Back-Up (Ups)
  • De-Centralized Combined Heat And Power Systems
  • Traction Applications Such As Hybrid Electrical Vehicles
  • Forklift Trucks And Special Applications Such As Low Emission Power Generation For Truck And Ship Co
  • And Remote Power Generation For Light Towers
  • Camper Vans
  • Boats
  • Beacons
  • And Buoys Etc
  • A Review Of Current State-Of-The-Art Is Presented
  • The Best Performing Converters Achieve Moderately High Peak Efficiencies At High Input Voltage And M
  • However
  • System Dimensioning And Cost Are Often Determined By The Performance At The System Worst Case Operat
  • Except For The Non-Regulating V6 Converters
  • All Published Solutions Exhibit A Very Significant Drop In Conversion Efficiency At Minimum Input Vo
  • A Detailed Analysis Of Dominant Loss Factors In High Power Converters For Low Voltage Applications I
  • The Analysis Concludes That: • Power Transformers For Low Voltage High Power
  • If Properly Designed
  • Will Have Extremely Low Leakage Inductance
  • • If Optimally Designed
  • Boost Converters Will Be Much More Efficient Than Comparable Buck Type Converters For High Power Low
  • • The Use Of Voltage Clamp Circuits To Protect Primary Switches In Boost Converters Is No Longer N
  • On The Other Hand
  • They Will Dramatically Increase Power Losses
  • Moreover
  • If A Converter Is Properly Designed
  • Primary Side Voltage Clamp Circuits Will Not Even Work In Low Voltage High Power Converters
  • • Very High Conversion Efficiency Can Be Achieved
  • Peak Efficiency Of 98% And Worst Case Minimum Efficiency Of 96
  • 8% Are Demonstrated On A 1
  • 5 Kw Converter
  • The Ability To - And Challenges Involved In - Scaling Of Power Converters For Low Voltage Applicatio
  • The Analysis Concludes That Power Mosfets Needs To Be Paralleled Extensively To Scale Power Level To
  • Maintaining Fast Current Switching And Reliable Current Sharing Is Essential
  • Further
  • The High Ac-Current Carrying Loop On The Converter Primary Side Will Become Increasingly Difficult T
  • Finally A New Method For Partial Paralleling Of Multiple Primary Power Stages In Isolated Boost Conv
  • Maximum Benefit Of Scaling In Terms Of Higher Efficiency And Lower Cost Is Preserved By Only Paralle
  • Dynamic Current Sharing Is Inherently Guaranteed Between Parallel Power Stages
  • The Principle Can Be Applied To All Isolated Boost Type Converters And
  • In Principle
  • An Unlimited Number Of Power Stages Can Be Paralleled
  • Feasibility And Operation Of The New Topology Are Demonstrated On A Dual 3 Kw And A Quad 10 Kw Proto
  • Measured Peak Efficiency Is 98
  • 2% And Worst Case Minimum Efficiency Is Between 96
  • 5% And 96
  • 9%

Abstract

High Efficiency Power Converter for Low Voltage High Power Applications - DTU Orbit (18/03/14) High Efficiency Power Converter for Low Voltage High Power Applications - DTU Orbit (18/03/14) Nymand M, Andersen MAE 2010. High Efficiency Power Converter for Low Voltage High Power Applications. Kgs. Lyngby, Denmark: Technical University of Denmark (DTU). 164 p.

There are no comments yet on this publication. Be the first to share your thoughts.