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High-Efficiency DC-DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress / Rong-Jong Wai in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 354-364 p. Titre : High-Efficiency DC-DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress Titre original : Convertisseur à Haute Efficacité de DC-DC avec le Gain à Haute Tension et l'Effort Réduit de Commutateur Type de document : texte imprimé Auteurs : Rong-Jong Wai, Auteur ; Chung-You Lin, Auteur ; Rou-Yong Duan ; Yung-Ruei Chang, Auteur Article en page(s) : 354-364 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : DC-DC  converter  Coupled  inductor  Fuel  cell  Proton  exchange  membrane  Reverse  recovery.Convertisseur  de  DC-DC  Cellule  de  carburant  couplée  d'inducteur  Membrane  d'échange  de  proton  Rétablissement  renversé. Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In this paper, a high-efficiency dc-dc converter with high voltage gain and reduced switch stress is proposed. Generally speaking, the utilization of a coupled inductor is useful for raising the step-up ratio of the conventional boost converter. However, the switch surge voltage may be caused by the leakage inductor so that it will result in the requirement of high-voltage-rated devices. In the proposed topology, a three-winding coupled inductor is used for providing a high voltage gain without extreme switch duty-cycle and enhancing the utility rate of magnetic core. Moreover, the energy in the leakage inductor is released directly to the output terminal for avoiding the phenomenon of circulating current and the production of switch surge voltage. In addition, the delay time formed with the cross of primary and secondary currents of the coupled inductor is manipulated to alleviate the reverse-recovery current of the output diode. It can achieve the aim of high-efficiency power conversion. Furthermore, the closed-loop control methodology is utilized in the proposed scheme to overcome the voltage drift problem of the power source under the variation of loads. Some experimental results via an example of a proton exchange membrane fuel cell power source with 250-W nominal rating are given to demonstrate the effectiveness of the proposed power conversion strategy. En cet article, on propose un convertisseur de C.C-C.C de rendement élevé avec le gain à haute tension et l'effort réduit de commutateur. D'une manière générale, l'utilisation d'un inducteur couplé est utile pour soulever le rapport d'intensification du convertisseur conventionnel de poussée. Cependant, la tension de montée subite de commutateur peut être provoquée par l'inducteur de fuite de sorte qu'elle ait comme conséquence la condition des dispositifs évalués par tension. Dans la topologie proposée, un trois-enroulement couplé inducteur est employé pour fournir un gain à haute tension sans coefficient d'utilisation extrême de commutateur et augmenter le taux de service de noyau d'aimant. D'ailleurs, l'énergie dans l'inducteur de fuite est libérée directement à la borne de rendement pour éviter le phénomène du courant de circulation et la production de la tension de montée subite de commutateur. En outre, le temps de retarder formé avec la croix des courants primaires et secondaires de l'inducteur couplé est manoeuvré pour alléger le courant de renversé-rétablissement de la diode de rendement. Il peut réaliser le but de la conversion à haute efficacité de puissance. En outre, la méthodologie de commande de boucle bloquée est utilisée dans l'arrangement proposé pour surmonter le problème de dérive de tension de la source d'énergie sous la variation des charges. Quelques résultats expérimentaux par l'intermédiaire d'un exemple d'une source d'énergie de cellules de carburant de membrane d'échange de proton avec l'estimation 250-W nominale sont donnés pour démontrer l'efficacité de la stratégie de conversion proposée de puissance. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Convertisseur En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw [article] High-Efficiency DC-DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress = Convertisseur à Haute Efficacité de DC-DC avec le Gain à Haute Tension et l'Effort Réduit de Commutateur [texte imprimé] / Rong-Jong Wai, Auteur ; Chung-You Lin, Auteur ; Rou-Yong Duan ; Yung-Ruei Chang, Auteur . - 354-364 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 354-364 p. Mots-clés : DC-DC  converter  Coupled  inductor  Fuel  cell  Proton  exchange  membrane  Reverse  recovery.Convertisseur  de  DC-DC  Cellule  de  carburant  couplée  d'inducteur  Membrane  d'échange  de  proton  Rétablissement  renversé. Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In this paper, a high-efficiency dc-dc converter with high voltage gain and reduced switch stress is proposed. Generally speaking, the utilization of a coupled inductor is useful for raising the step-up ratio of the conventional boost converter. However, the switch surge voltage may be caused by the leakage inductor so that it will result in the requirement of high-voltage-rated devices. In the proposed topology, a three-winding coupled inductor is used for providing a high voltage gain without extreme switch duty-cycle and enhancing the utility rate of magnetic core. Moreover, the energy in the leakage inductor is released directly to the output terminal for avoiding the phenomenon of circulating current and the production of switch surge voltage. In addition, the delay time formed with the cross of primary and secondary currents of the coupled inductor is manipulated to alleviate the reverse-recovery current of the output diode. It can achieve the aim of high-efficiency power conversion. Furthermore, the closed-loop control methodology is utilized in the proposed scheme to overcome the voltage drift problem of the power source under the variation of loads. Some experimental results via an example of a proton exchange membrane fuel cell power source with 250-W nominal rating are given to demonstrate the effectiveness of the proposed power conversion strategy. En cet article, on propose un convertisseur de C.C-C.C de rendement élevé avec le gain à haute tension et l'effort réduit de commutateur. D'une manière générale, l'utilisation d'un inducteur couplé est utile pour soulever le rapport d'intensification du convertisseur conventionnel de poussée. Cependant, la tension de montée subite de commutateur peut être provoquée par l'inducteur de fuite de sorte qu'elle ait comme conséquence la condition des dispositifs évalués par tension. Dans la topologie proposée, un trois-enroulement couplé inducteur est employé pour fournir un gain à haute tension sans coefficient d'utilisation extrême de commutateur et augmenter le taux de service de noyau d'aimant. D'ailleurs, l'énergie dans l'inducteur de fuite est libérée directement à la borne de rendement pour éviter le phénomène du courant de circulation et la production de la tension de montée subite de commutateur. En outre, le temps de retarder formé avec la croix des courants primaires et secondaires de l'inducteur couplé est manoeuvré pour alléger le courant de renversé-rétablissement de la diode de rendement. Il peut réaliser le but de la conversion à haute efficacité de puissance. En outre, la méthodologie de commande de boucle bloquée est utilisée dans l'arrangement proposé pour surmonter le problème de dérive de tension de la source d'énergie sous la variation des charges. Quelques résultats expérimentaux par l'intermédiaire d'un exemple d'une source d'énergie de cellules de carburant de membrane d'échange de proton avec l'estimation 250-W nominale sont donnés pour démontrer l'efficacité de la stratégie de conversion proposée de puissance. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Convertisseur En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw