DPS ve TPS Kontrollü Anahtarlama Stratejilerinin Çift Aktif Köprülü Dönüştürücülerde Performans Karşılaştırması


Keywords:
Tek Faz Kaydırmalı, Genişletilmiş Faz Kaydırmalı, Çift Faz Kaydırmalı, Üçlü Faz Kaydırma, SPS, EPS, DPS, TPS, Çift Aktif Köprü, Dual Active Bridge, Single Shase Shift, Extended Phase Shift, Dual Phase ShiftAbstract
Bu çalışma, çift aktif köprü (ÇAK) dönüştürücülerdeki farklı anahtarlama tekniklerini Dual phase
shift (DPS), Triple phase shift (TSP) kapsamlı bir şekilde karşılaştırmıştır. ÇAK dönüştürücünün
performansı, temel anahtarlama tekniğinden etkilenmiş olup; güç seviyesi, giriş ve çıkış
akımları/gerilimleri dahil tüm parametreler bu durumdan etkilenmiştir. Tüm çalışma aralığında en yüksek
ve en verimli performansı elde etmek için çeşitli anahtarlama kontrol yöntemleri kullanılmıştır.
Karşılaştırma sonuçlarına göre, DPS ve TSP gibi birden fazla serbestlik derecesine sahip anahtarlama
teknikleri ile önerilen kontrol stratejisi en iyi performansı sağlamıştır. Önerilen optimizasyon ve incelenen
anahtarlama teknikleri, dönüştürücünün verimliliği, akım ve gerilim dalgalanmaları ile geri akış gücü
açısından değerlendirilmiştir. Önerilen kontrol stratejisi, dönüştürücünün dinamik davranışını optimize
ederek enerji kayıplarını ve geri akışı minimize etmiştir. Bu bulgular, yüksek verimli güç elektroniği
sistemleri tasarımı için kritik bir referans sunmaktadır.
Downloads
References
Bai, H., & Mi, C. (2008). Eliminate reactive power and increase system efficiency of isolated bidirectional dual-active-bridge DC–DC converters using novel dual- phase-shift control. IEEE Transactions on power electronics, 23(6), 2905- 2914.
Costinett, D., Maksimovic, D., & Zane, R. (2013). Design and control for high efficiency in high step-down dual active bridge converters operating at high switching frequency. IEEE Transactions on Power Electronics, 28(8), 3931- 3940.
Krismer, F., & Kolar, J. W. (2012). Closed form solution for minimum conduction loss modulation of DAB converters. IEEE Transactions on Power Electronics, 27(1), 174- 188.
Lin, F., Zhang, X., Li, X., Sun, C., Zsurzsan, G., Cai, W., & Wang, C. (2023). AI-based design with data trimming for hybrid phase shift modulation for minimum-current-stress dual active bridge converter. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 12(2), 2268-2280.
Noroozi, N., Emadi, A., & Narimani, M. (2021). Performance evaluation of modulation techniques in single-phase dual active bridge converters. IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society, 2, 410-427.
Shao, S., Chen, H., Wu, X., Zhang, J., & Sheng, K. (2019). Circulating current and ZVS-on of a dual active bridge DC-DC converter: A review. Ieee Access, 7, 50561-50572.
Karthikeyan, V., & Gupta, R. (2015, November). Closed-loop control of isolated dual active bridge converter using dual phase shift modulation. In IECON 2015- 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (pp. 002800-002805). IEEE.
Saeed, M., Rogina, M. R., Rodriguez, A., Arias, M., & Briz, F. (2020). SiC-based high efficiency high isolation dual active bridge converter for a power electronic transformer. Energies, 13(5), 1198.
Wen, H., Xiao, W., & Su, B. (2014). Nonactive power loss minimization in a bidirectional isolated DC–DC converter for distributed power systems. iEEE Transactions on industrial Electronics, 61(12), 6822-6831.
Xiong, F., Wu, J., Hao, L., & Liu, Z. (2017). Backflow power optimization control for dual active bridge DC-DC converters. Energies, 10(9), 1403.
Zhao, B., Song, Q., & Liu, W. (2012). Power characterization of isolated bidirectional dual-active-bridge DC–DC converter with dual-phase-shift control. IEEE Transactions on Power Electronics, 27(9), 4172-4176.
Demetriades, G. D. (2005). On small-signal analysis and control of the single-and the dual-active bridge topologies (Doctoral dissertation, KTH).
Zhang, Z., & Ruan, X. (2005, March). A novel double phase-shift control scheme for full-bridge three-level converter. In Twentieth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2005. APEC 2005. (Vol. 2, pp. 1240-1245). IEEE.
Krismer, F., & Kolar, J. W. (2009). Accurate small-signal model for the digital control of an automotive bidirectional dual active bridge. IEEE transactions on power electronics, 24(12), 2756-2768.
De Doncker, R. W., Divan, D. M., & Kheraluwala, M. H. (1991). A three-phase soft-switched high-power-density DC/DC converter for high-power applications. IEEE transactions on industry applications, 27(1), 63-73.