Simulation and Experimental Verification of Closed Loop Operation of Buck / Boost DC-DC Converter with Soft Switching

ايراد عمده در عملكرد يك مبدل عايق DC / DC ، در سويچيينگ فركانس بالا، به اتلاف سويچيينگ در دستگاه‌هاي نيمه هادي بستگي دارد. اين مشكل را مي توان با تعريف سوييچينگ ولتاژ صفر (ZVS) و يا سوييچينگ جريان صفر (ZCS) در سوييچ هاي دستگاه هاي نيمه هادي كاهش داد. در اين مقاله با استفاده از شبيه سازي، طراحي، ساخت و ارزيابي تجربي از يك نرم افزار جديد سوييچينگ كامل، پل ترانسفورماتور عايق گام بالا/پايين مبدل DC-DC بررسي شده است. ولتاژ خروجي از مبدل را مي توان به بالاتر يا پايين تر از ولتاژ ورودي DC، بسته به وظيفه انتخاب شده، به نمايندگي از مدولاسيون عرضي تغيير داد. گالوانيك عايق بين منبع و بار نيز در اين ساختار به كار گرفته شده است. ساختار به دست آمده نرم افزار سويچيينگ، از تمام دستگاه-هاي نيمه هادي در مدار قدرت، بازدهي كلي بالاتري را نشان داده است. اين سيستم براي كاربرد در عمليات حلقه بسته، كه در آن براي طيف وسيعي از مقادير، ولتاژ ثابت وجود دارد گسترش يافته است. توانايي اين سيستم، حفظ ولتاژ خروجي يكسان در محدوده تغييرات DC ولتاژ ورودي و يا بار متغير تاييد شده است. علاوه بر اين، پاسخ ديناميكي تغييرات مبدل بعد از تغييرات مرحله اي (ولتا‍ژ) ورودي و بار (سيستم) شبيه سازي و ارايه مي شود.

A major problem in an isolated DC/DC converters operating at high switching frequencies is the attendant switching losses in the semiconductor devices. This can be reduced by introducing either zero-voltage switching (ZVS) or zero-current switching (ZCS) of the semiconductor switches. This paper deals with the simulation, design, fabrication and experimental evaluation of a novel soft-switching full bridge transformer isolated step up/down dc-dc converter. The output voltage of the converter can be set to be higher or lower than the DC input voltage, depending on the selected duty ratio, representing width modulation. Galvanic isolation between the source and load is also achieved in this configuration. The configuration achieves soft switching of all the semiconductor devices in the power circuit, resulting in higher overall efficiency. The system was extended for covering closed loop operation, wherein for a range of values for the set voltage, the ability of the system to maintain the same output voltage in the context of variable DC input voltage and/or variable load is verified. Furthermore, the dynamic response of the converter following step changes of the input and load variations are also simulated and presented.