Penukar salunan kini adalah pilihan yang lebih baik untuk penukaran kuasa dalam kebanyakan aplikasi voltan rendah dan sederhana. Penukar at-at salunan siri berkembar mempunyai kuantiti komponen yang sedikit, kecekapan dan gandaan voltan yang lebih baik berbanding dengan penukar at-at salunan siri lain yang beroperasi dalam mod pengaliran tidak terus. Bagaimanapun, ia mempunyai isu dengan tekanan voltan yang tidak seragam pada pengubah. Begitu juga penukar at-at salunan LLC yang telah diterokai dengan meluas untuk aplikasi voltan keluaran yang rendah; bagaimanapun, manfaat mereka dalam aplikasi bekalan kuasa voltan sederhana tidak cukup diterokai. Tesis ini mencadangkan empat topologi yang baik untuk penukar at-at salunan voltan sederhana untuk menangani isu-isu yang dinyatakan di atas. Pertama sekali, penukat at-at salunan siri berkembar yang mempunyai tekanan voltan seragam pada pengubah telah dicadangkan. Belitan sekunder pengubah disambung dalam siri dan dihubungkan kepada litar voltan berganda semetri, oleh itu penukar ini telah menyelesaikan masalah tekanan voltan yang tidak seragam tanpa kedua-dua pengubah tanpa sebarang pengurangan dalam prestasinya. Seterusnya, penukar at-at salunan siri berkembar dengan satu pengubah kuasa telah dicadangkan. Dalam penukar ini, pengubah kuasa mempunyai dua belitan primer dan satu belitan sekunder. Oleh kerana penggunaan satu pengubah, penukar mempunyai saiz yang lebih kecil, kehilangan teras yang lebih rendah dan kecekapan yang lebih baik. Topologi ketiga dan keempat yang dicadangkan adalah penukar berpenyongsang salunan LLC jambatan penuh pengganda voltan berasaskan at-at voltan sederhana dan penukar berpenyongsang salunan LLC berkembar pengganda voltan berasaskan at-at voltan sederhana. Untuk merealisasikan LLC beroperasi dengan mudah, nisbah belitan pengubah dikurangkan menggunakan litar pengganda voltan pada kedua-dua bahagian sekunder penukar. Dengan menggunakan litar pengganda voltan, nisbah belitan pengubah dikurangkan dan operasi penukar dicapai dengan mudah. Topologi ketiga yang dicadangkan mempunyai hanya satu tangki salunan. Sementara itu, topologi keempat yang dicadangkan mempunyai dua tangki salunan. Oleh kerana menggunakan dua tangki salunan, arus beban di antara dua tangki salunan dibahagikan sama rata, ia menyebabkan tekanan arus yang rendah pada komponen di tangki salunan. Ciri-ciri utama penukar salunan LLC adalah kawalan yang baik dengan perubahan frekuensi yang kecil dan kehilangan pensuisan dan pengaliran yang lebih rendah. Prestasi dan keberkesanan semua penukar yang dicadangkan itu disahkan oleh kedua-dua simulasi dan eksperimen. Dalam semua penukar yang dicadangkan, suis-suis kuasa dan diod-diod keluaran beroperasi dalam keadaan pensuisan beralih-baik; oleh itu, penukar yang dicadangkan mempunyai kecekapan tinggi dan kehilangan pensuisan yang lebih rendah. Di antara semua penukar yang dicadangkan, penukar berpenyongsang salunan LLC berkembar pengganda voltan berasaskan at-at voltan sederhana adalah pilihan terbaik kerana ia mempunyai kecekapan yang paling tinggi kira-kira 95 % pada keluran kuasa 300 W berbanding dengan tiga topologi yang lain telah dicadangkan.
__________________________________________________________________________________
Resonant converters are currently the preferable choice of power conversion for many low and medium voltage applications. Double series resonant dc-dc converter has lesser component count, good efficiency and better voltage gain compared to other series resonant dc-dc converters operating in discontinuous conduction mode. However, it has the issue of non-uniform voltage stress on transformers. Similarly, LLC resonant dc-dc converters have been extensively explored for low output voltage applications; however, their benefits in the medium voltage power supply application are not well explored. This thesis proposes four improved topologies of resonant medium voltage dc-dc converters to address the aforementioned issues. First of all, a double series resonant dc-dc converter having uniform voltage stress on transformers is proposed. The secondary windings of the both transformers are connected in series and fed to a voltage multiplier circuit, therefore, the proposed converter solves the problem of non-uniform voltage stress on transformers without any compromise in the performance. Next, a double series resonant dc-dc converter with single transformer is proposed. In this converter, transformer has two primary windings and one secondary winding. Due to the use of single transformer, the converter has smaller size, lower core losses and consequently better efficiency. The third and fourth proposed topologies are full-bridge LLC resonant inverter fed voltage multiplier based medium voltage dc-dc converters. In order to make the realization of LLC operation easier, the turn ratio of transformers is reduced by using voltage multiplier circuits at the secondary sides in both converters. Using a voltage multiplier circuit, the turn ratio of transformer is reduced and LLC operation of converter can be easily achieved. The third proposed converter has only one resonant tank. While, the fourth proposed converter has two resonant tanks. Due to the use of two resonant tanks, the load current is equally divided between two resonant tanks, so that it has lower current stress on the components of the resonant tanks. The main features of these LLC resonant dc-dc converters are good control with narrow variation in switching frequency and lower switching and conduction losses. The performance and effectiveness of all the proposed converters is verified by both the simulation and experiment. In all the proposed converters, power switches and output diodes operate under soft-switching conditions; therefore, the proposed converters have lower switching loss and higher efficiency. Among all the proposed converters, interleaved LLC resonant inverter fed voltage multiplier based medium voltage dc-dc converter is the best choice, because it has the highest efficiency about 95 % at 300 W output power compared to other three proposed converter topologies.
Improved topologies of series resonant and llc resonant dc-dc converters for medium output voltage applications_Nor Azura Samsudin_E3_2017_MYMY