Search
Filters
total: 454
-
Catalog
Search results for: dc-dc converter modeling
-
Conducted emi identification in power electronic converters : modeling of EMI generation and propagation using circuit simulation and wiener filtering methods.
PublicationThis work presents the circuit simulations and the conventional signal processing technique (Wiener filtering) in order to reconstruct conducted ElectroMagnetic Interferences (EMI), generated and propagated in power electronics converters. In the simulation study, the most accurate presently available models of components of circuit have been used and improved. The proposed Wiener filtering method allows to identifying the transfer...
-
Wpływ parametrów elementów układu przetwornicy rezonansowej dc-dc na zachowanie warunków miękkiej komutacji.
PublicationW artykule zaprezentowano topologię układu przetwornicy rezonansowej DC-DC, zapewniającą bezprądową oraz beznapięciową komutację tranzystorów (ZVZCS). Warunki miękkiej komutacji uzyskano dzięki zastosowaniu dławika dzielonego oraz dodatkowego obwodu LC. W oparciu o badania symulacyjne przeanalizowano wpływ parametrów wybranych elementów na pracę przetwornicy DC-DC.
-
Switched-capacitor DC-DC converters in arbitrary switching mode - topologically derived resistive models based on incremental graph approach.
PublicationIn the preceding paper we reviewed some of modeling approaches aimed at systematic formulation and solution of switched capacitor DC-DC converters. In our review, special attention was paid to computationally efficient and mathematically elegant methods. In so doing we had tried to demonstrate the virtues of unified Incremental Graph (IG) approach. Incremental Graph is, in concept, a tool originally created for analysis and synthesis...
-
Modelowanie układu przetwornicy rezonansowej dc-dc z miękką komutacją tranzystorów.
PublicationW referacie zaprezentowano model matematyczny przetwornicy DC-DC, który umożliwia przeprowadzenie badań symulacyjnych układu przetwornicy oraz dobór parametrów głównych jej elementów.
-
Cascaded Buck Hybrid Interlink Converter for Multiple-Input / Multiple-Output Operation
PublicationThe provision of isolated- and non-isolated DC output voltages by Power electronics power-conditioning devices in the recent ‘green-energy-revolution’ era is on course. In this paper, a structure for multi-input multi-output(MIMO) DC–DC buck converter is proposed to generate output voltages of varying levels with fewer component-count. The DC output voltage of each of the constituting buck converters can be used independently or...
-
Ładowanie baterii akumulatorów przy wykorzystaniu przetwornicy dc/dc ze sterowaniem mikroprocesorowym
PublicationW referacie przedstawiono metodologię procesu ładowania baterii akumulatorów kwasowo - ołowiowych, z wykorzystaniem nowoczesnego prostownika impulsowego (przetwornicy DC/DC), sterowanego mikroprocesorem. Zaprezentowano i omówiono wyniki analizy energetycznej i sprawnościowej dla wybranej metody ładowania. Przedstawiono wady i zalety ładowania akumulatorów kwasowo - ołowiowych prądem o charakterze impulsowym i wysokiej częstotliwości...
-
Electrical Tree Growth Behavior Under AC and DC High Voltage in Power Cables
PublicationThis work investigates the impact of an applied AC and DC high voltage on the electrical tree behavior in extruded cross-linked polyethylene (XLPE) insulation based on simulation and experimental validation. Extensive partial discharge (PD) testing methods are being implemented for high voltage cables under AC voltage for monitoring their condition. However, these PD testing methods cannot be utilized for power cables under DC...
-
Przetwornica dc-dc z miękką komutacją tranzystorów
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych przetwornicy DC-DC o mocy 20[kW], w której ograniczenie komutacyjnych strat mocy zapewniono poprzez wykorzystanie dławika z odczepem oraz dodatkowego obwodu rezonansowego. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wpływu wartości parametrów poszczególnych elementów układu przetwornicy na zachowanie warunków miękkiej komutacji.
-
Przetwornica dc-dc z miękką komutacją tranzystorów
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych przetwornicy DC-DC o mocy 20[kW], w której ograniczenie komutacyjnych strat mocy zapewniono poprzez wykorzystanie dławika z odczepem oraz dodatkowego obwodu rezonansowego. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wpływu wartości parametrów poszczególnych elementów układu przetwornicy na zachowanie warunków miękkiej komutacji.
-
Przekształtnik SiC DC-DC z transformatorem macierzowym do pokładowych ładowarek baterii akumulatorów taboru 3kV DC
PublicationBaterie akumulatorów pojazdów trakcyjnych zapewniają zasilanie krytycznych systemów, takich jak sterowanie i oświetlenie. Zgodnie z wymaganiami przemysłu kolejowego, pokładowa ładowarka baterii akumulatorów powinna być urządzeniem kompaktowym, wysokosprawnym, a jednocześnie wysoce niezawodnym. W referacie, do pokładowego ładowania akumulatorów pociągu zaproponowano kompaktowy przekształtnik SiC DC-DC z transformatorem macierzowym...
-
Przekształtnik SiC DC-DC z transformatorem macierzowym do pokładowych ładowarek baterii akumulatorów taboru 3kV DC
PublicationBaterie akumulatorów pojazdów trakcyjnych zapewniają zasilanie krytycznych systemów, takich jak sterowanie i oświetlenie. Zgodnie z wymaganiami przemysłu kolejowego, pokładowa ładowarka baterii akumulatorów powinna być urządzeniem kompaktowym, wysokosprawnym, a jednocześnie wysoce niezawodnym. W referacie, do pokładowego ładowania akumulatorów pociągu zaproponowano kompaktowy przekształtnik SiC DC-DC z transformatorem macierzowym...
-
Badania symulacyjne wysokonapięciowej przetwornicy DC/DC
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych przekształtnika energoelektronicznego typu DC/DC działającego w układzie niepełnego mostka z transformatorem izolacyjnym pracującym przy dużej częstotliwości. Badania symulacyjne wykonano posługując się pakietem Matlab-Simulink z biblioteką SimPowerSystems. Omówiono problemy zastosowania wysokonapięciowych tranzystorów z izolowaną bramką do konstrukcji przekształtników wysokiego...
-
Step-Up DC/DC Converters With Cascaded Quasi-Z-Source Network
PublicationW artykule zaprezentowano nowe rozwiązania dotyczące przekształtników energoelektronicznych DC-DC podwyższających napięcie z ogniw paliwowych. Istota rozwiązania zawiera się w zastosowaniu kaskadowo połączonych wejściowych obwodów pasywnych typu Quasi-Z, umozliwiających znaczne podwyższanie napięcia z wykorzystaniem stanu parcy zwarć gałęzi tranzystorowych przekształtnika.
-
The conducted EMI in DC-DC converters
PublicationThis book presents the phenomena of conducted electromagnetic interference (EMI) generation in DC-DC converters. The measurement and simulation are used to analyze the impact of the most important parameters on the character, level and propagation path of interference. In this book, the analysis of the interference generation and propagation is presented on the example of three basic converters. The wide banded behavior of all...
-
Wielopoziomowe przekształtniki średniego napięcia (SN) o budowie modułowej
PublicationW artykule omówiono wybrane zagadnienia dotyczące zastosowań wielopoziomowych przekształtników średniego napięcia (SN) w układach napędowych o regulowanej prędkości, zwłaszcza w układach z izolacją od sieci zasilającej. W opracowanym przekształtniku zastosowano izolację galwaniczną od sieci zrealizowaną za pomocą izolowanych przetwornic dc-dc z transformatorami wysokiej częstotliwości (> 5 kHz). Przedstawiono zarejestrowane przebiegi...
-
Behavior of residual current devices at earth fault currents with DC component
PublicationLow-voltage electrical installations are increasingly saturated with power electronic converters. Due to very high popularity of photovoltaic (PV) installations and the spread of electric vehicles (EV) as well as their charging installations, DC–AC and AC–DC converters are often found in power systems. The transformerless coupling of AC and DC systems via power electronic converters means that an electrical installation containing...
-
Power Electronics Building Blocks for implementing Smart MV/LV Distribution Transformers for Smart Grid
PublicationWith an observed increase in the involvement of active consumers in activities aimed at improving energy efficiency and increasing interest in producing energy from renewable sources, there is a need for the development of new technologies enabling the distribution network operators to offer new services and functionalities. Smart MV/LV distribution transformers are characterized by a compact three-stage design, including an...
-
Przegląd systemów ładowania elektrycznych osobowych pojazdów i koncepcja dwukierunkowej ładowarki pokładowej
PublicationAktualnie trwa intensywny rozwój pojazdów elektrycznych (EV) i hybrydowych typu plug-in (PHEV) z pokładowymi bateriami akumulatorów. Badania w tej dziedzinie skupiają się na maksymalizowaniu sprawności oraz minimalizowaniu masy i objętości systemów ładowania baterii. W artykule przedstawiono podział systemów ładowania osobowych pojazdów typu EV/PHEV. Opisano systemy ładowania przewodowego z podziałem na ładowarki pokładowe i zewnętrzne, systemy...
-
Conjugated control of triple active bridge converter with common HFT
PublicationPaper presents synthetic analyses of single input, dual output DC/AC/DC converter with common high frequency transformer. Rise the problem of cross-coupling power flows between secondary terminals, under asymmetrical control operating condition. It also proposes a new approach to converter control, based on conjugated phase shift modulation and defines its limitations. Finally, the developed control technique was verified by simulation...
-
Modelling and analysis of medium frequency transformers for power converters
PublicationThe evolutions in power systems and electric vehicles, related to the economic opportunities and the environmental issues, bring the need of high power galvanically isolated DC-DC converter. The medium frequency transformer (MFT) is one of its key components, enabled by the increasing switching frequency of modern power semiconductors like silicon carbide transistors or diodes. The increased operating frequency offers small...
-
Buck-Boost Inverters with Symmetrical Passive Four-terminal Networks
PublicationAlternating Voltage Inverters (Converters) supplied by low-voltage sources DC (ex. fuel cell, photovoltaic cell) are most frequently realized on the basis of the three fundamental topologies: a) PWM voltage inverter with boost-converter" system, b) PWM voltage inverter with transformed converter DC/DC in the ,,boost-converter" system, c) PWM current converter. However none of these solutions is claimed to be the best and dominant...
-
Quasi-resonant DC-link voltage inverter with enhanced zero-voltage switching control
PublicationA new topology modification of the parallel quasi-resonant circuit for a dc-link voltage inverter enables regulation of the zero voltage dc-link subperiods and the dc-link voltage gradient settings. The proposed circuit is based on four MOSFET switches with free-wheeling diodes for controlled quasi-resonant recharging between L-C tank in order to assure inverter zero voltage switching (ZVS) conditions. Design optimization of the...
-
RCDs Tripping in the Range from DC to AC 50 kHz for Slowly Rising Residual Current
PublicationThe wide use of power electronic converters means that in many low-voltage systems earth fault currents containing components from DC to AC of various frequencies have to be taken into account. Due to the tendency to increase the modulation frequency in converters, components of higher frequencies may be in the order of several tens of kilohertz. Therefore, it is very important to verify the behavior of devices for protection against...
-
Design and experimental validation of a single-stage PV string inverter with optimal number of interleaved buck-boost cells.
PublicationIncreasing converter power density is a problem of topical interest. This paper discusses an interleaved approach of the efficiency increase in the buck-boost stage of an inverter with unfolding circuit in terms of losses in semiconductors, output voltage ripples and power density. Main trends in the power converter development are reviewed. A losses model was designed and used for the proposed solution to find an optimal number...
-
Przekształtnik DC-DC 24V/12kV z transformatorem macierzowym do ładowarek kondensatorów wysokonapięciowych HVCC
PublicationW artykule przedstawiono projekt i wykonanie kompaktowej, przenośnej wysokonapięciowej ładowarki kondensatorów 12kV, 1kJ/s, zasilanej z baterii akumulatorów 24V. Podstawowym wyzwaniem zaprojektowania przekształtnika o tak wysokiej przekładni transformatora jest minimalizacja indukcyjności rozproszenia transformatora, która wpływa na ograniczenie mocy przenoszonej przez transformator, a tym samym uniemożliwia regulację prądu i napięcia...
-
Wielotransformatorowy quasi-rezonansowy przekształtnik DC-DC
PublicationW rozprawie przedstawiono oryginalną koncepcję wielotransformatorowego przekształtnika dwutaktowego dc/dc z wieloma wyjściami o sterowaniu quasi-rezonansowym. Przeprowadzono analizę modelu obwodowego przekształtnika w układzie n-transformatorowym. Na podstawie bilansu energetycznego określono wpływ indukcyjności rozproszenia transformatorów i współczynnika asymetrii obciążenia na uchyb regulacji skrośnej napięć wyjściowych. W celu...
-
SiC-Based Power Electronic Traction Transformer (PETT) for 3 kV DC Rail Traction
PublicationThe design of rolling stock plays a key role in the attractiveness of the rail transport. Train design must strictly meet the requirements of rail operators to ensure high quality and cost-eective services. Semiconductor power devices made from silicon carbide (SiC) have reached a level of technology enabling their widespread use in traction power converters. SiC transistors oering energy savings, quieter operation, improved reliability...
-
Space-vector pulsewidth modulation for a seven-level cascaded H-bridge inverter with the control of DC-link voltages
PublicationThe control strategy of DC-link voltages for a seven-level Cascaded H-Bridge inverter is proposed in this paper. The DC-link voltage balancing is accomplished by appropriate selection of H-Bridges and control of their duty cycles in Space-Vector Modulation (SVM) algorithm. The proposed SVM method allows to maintain the same voltage level on all inverter capacitors. Regardless of the balancing function, the...
-
Tripping of F-type RCDs for sinusoidal residual current with superimposed smooth DC component
PublicationRecent trends in green energy development make that photovoltaics and electric vehicles are applied on an increasing scale. In both photovoltaic and electric vehicle charging installations, a significant value of DC component of the earth fault current may appear, which is a challenge, in particular, for commonly used residual current devices (RCDs). This paper presents results of the laboratory test on the operation of F-type...
-
Key activities to improve energy management in DC microgrids connected by urban traction
PublicationDC MicroGrids must have Energy Management Systems to guarantee efficient, dependable, and environmentally friendly electricity. The application of Model Predictive Control, proved to be helpful due to its adaptability and capacity to use non-linear models. This paper, based on an extensive literature review, identifies and discusses the three key activities to improve the characteristics of DC MicroGrids, i.e.: the use of Energy...
-
Dwukierunkowy przekształtnik 4L-DC z aktywną regulacją napięć w obwodzie pośredniczącym
PublicationW artykule opisano model laboratoryjny i wyniki badań dwukierunkowego symetrycznego (ang. Back-to-Back) przekształtnika 4L-DC (ang. Four Level Diode Clamped) z dwukierunkowym dwustopniowym przetwarzaniem energii (połączenie typu ang. Back-To-Back). W celu równoważenia i regulacji napięć kondensatorów w obwodzie pośredniczącym układu zastosowano dwa trójpoziomowe przerywacze DC-DC sterowane synchronicznie metodą modulacji PO-PWM...
-
3-phase medium frequency transformer for a 100kW 1.2kV 20kHz Dual Active Bridge converter
PublicationThe article presents a three-phase Medium Frequency Transformer being a part of a 100kW 1.2kV 20kHz Dual Active Bridge DC-DC converter. The transformer design is detailed focusing on winding and core power loss calculation. The high power three-phase MFT prototype is presented. The experimental results include the transformer impedance characteristics, no load test and three-phase DAB full load test waveforms
-
Control strategy for the multilevel cascaded H-bridge converter
PublicationThe paper presents the control strategy for Cascaded H-bridge (CHB) converter . The converter output voltage using Space-Vector Pulse Width Modulation (SV-PWM) strategy is controlled. The DC-link voltages are controlled by appropriate choice of H-Bridges and appropriate choice of active and passive vectors.
-
Estimation of DC motor parameters using a simple CMOS camera
PublicationDifferent components of control systems for mobile robots are based on dynamic models. In low-cost solutions such a robot is wheeled and equipped with DC motors, which have to be included in the model of the robot. The model is fairly simple but determination of its parameters needs not to be easy. For instance, DC motor parameters are typically identified indirectly using suitable measurements, concerning engine voltage, current,...
-
A predictive estimation based control strategy for a quasi-resonant dc-link inverter
PublicationIn this paper the predictive estimation based control strategy for a quasi-resonant dc link inverter (PQRDCLI) is developed. Instead of direct measurement of dc link input inverter current – its estimation with one step prediction is applied. The PQRDCLI fed induction motor, controlled with a predictive current estimation stabilized inverter output voltage slopes independently of load. Moreover, reduction of overvoltage spikes...
-
A 0.5-V bulk-driven voltage follower / DC level shifter and its application in class AB output stage
PublicationA simple realization of a 0.5-V bulk-driven voltage follower/DC level shifter, designed in a 0.18um CMOS technology is presented in the paper. The circuit is characterized by large input and output voltage swings, and a DC voltage gain close to unity. The DC voltage shift between input and output terminals can be regulated in a certain interval around zero, by means of biasing current sinks. An application of the proposed voltage...
-
Space Vector Pulsewidth Modulation Strategy for Multilevel Cascaded H-Bridge Inverter With DC-Link Voltage Balancing Ability
PublicationSpace vector pulsewidth modulation (SVPWM) algorithms for cascaded H-bridge multilevel (CHB ML) inverter usually provide the possibility of using several combinations of active voltage vectors to generate the same output voltage vector. For preselected H-bridges, some of them may generate output voltages opposite to the assumed direction. This results in the change of the dc-link voltages of these H-bridges in the opposite direction...
-
Condition-Based Monitoring of DC Motors Performed with Autoencoders
PublicationThis paper describes a condition-based monitoring system estimating DC motor degradation with the use of an autoencoder. Two methods of training the autoencoder are evaluated, namely backpropagation and extreme learning machines. The root mean square (RMS) error in the reconstruction of successive fragments of the measured DC motor angular-frequency signal, which is fed to the input of autoencoder, is used to determine the health...
-
Electrical safety in low-voltage DC microgrids with B-type residual current devices
PublicationResidual current devices (RCDs) are most popular devices used in low-voltage installations for protection against electric shock and fire. In cases of high risk of electric shock the application of RCDs is mandatory. Currently, the spread of local direct current (DC) microgrids is widely considered. This creates new challenges for protective systems, in particular those based on RCDs. The main purpose of the research is to test...
-
Sterowanie stopniem wejściowym izolowanego wielopoziomowego przekształtnika kaskadowego DC-AC w napędzie EZT zasilanym z sieci trakcyjnej 3kV
PublicationW artykule przedstawiono wybraną problematykę sterowania wielopoziomowego przekształtnika DC-DC stanowiącego stopień wejściowy przekształtnika napędowego, przeznaczonego do napędów elektrycznych zespołów trakcyjnych (EZT). Sterowanie napędem trakcyjnym powinno uwzględniać właściwości sieci trakcyjnej 3kV DC: skokowe zmiany napięcia i przerwy w zasilaniu, m.in. spowodowane przejazdem odbieraka prądu przez izolatory sekcyjne. Proponowany...
-
Hysteresis modelling of a medium frequency single-phase transformer
PublicationThe article describes a feedback Preisach hysteresis model equivalent circuit implementation of a medium frequency single-phase transformer being a part of a high power and high efficiency DC-DC converter. The macroscopic models of magnetic hysteresis are introduced and the feedback Preisach model is selected for further analysis. The hysteresis model is developed for a prototype transformer and the hysteresis loops are compared...
-
Reducing common mode voltage and bearing currents in quasi - resonant DC - link inverter
PublicationIn the paper, a concept of separation of an inverter-fed induction motor drive from its mains supply by two transistor switches inserted in the dc-link circuit is reexamined based on the proposed parallel quasi-resonant dc-link inverter (PQRDCLI). The objective of the paper is to show an advantage of the proposed topology in limiting high frequency common mode voltage and bearing currents. In the laboratory setup, an induction...
-
Resonant DC link inverters for AC motor drive systems – critical evaluation
PublicationIn this survey paper, resonant and quasiresonant DC link inverters are reexamined for AC motor drive applications. Critical evaluation of representative topologies is based on simulation and waveform analysis to characterize current/voltage stress of components, control timing constraints and feasibility. A special concern over inverter common-mode voltage and voltage gradient du/dt limitation capacity is discussed for motor bearing...
-
Review and Indication of Key Activities for Energy Management Improvement in DC Microgrids
PublicationDC MicroGrids (MG) must have Energy Management Systems (EMS) to guarantee efficient, dependable, and environmentally friendly electricity. The application of Model Predictive Control (MPC), proved to be helpful due to its adaptability and capacity to use non-linear models. This paper, based on an extensive literature review, identifies and discusses the three key activities to improve the characteristics of DC microgrids, i.e.:...
-
Analytical Estimation of Power Losses in a Dual Active Bridge Converter Controlled with a Single-Phase Shift Switching Scheme
PublicationMicro-grid solutions around the world rely on the operation of DC/DC power conver- sion systems. The most commonly used solution for these topologies is the use of a dual active bridge (DAB) converter. Increasing the efficiency and reliability of this system contributes to the improvement in the stability of the entire microgrid. This paper discussed an analytical method of energy efficiency and power loss estimation in a single...
-
Induction Generator with Direct Control and a Limited Number of Measurements on the Side of the Converter Connected to the Power Grid
PublicationThe article presents an induction generator connected to the power grid using the AC/DC/AC converter and LCL coupling filter. Three-level inverters were used in the converter, both from the generator side and the power grid side. The algorithm realizing Pulse Width Modulation (PWM) in inverters has been simplified to the maximum. Control of the induction generator was based on the Direct Field-Oriented Control (DFOC) method. At...
-
Multi-Transformer Flyback Converter for Supplying Isolated IGBT and MOSFET Drivers
PublicationA multi transformer flyback converter topology for supplying transistor drivers is presented. The topology presents some advantages over typical multi output single transformer, as reduction of effective leakage inductance, equal magnetic coupling between primary and secondary circuits and better isolation between outputs. Simulation study carried out in the LTSpice IV program and preliminary experimental results indicate high...
-
Dynamic characteristics of the proton exchange membrane fuel cell module
PublicationThe paper describes a fuel cell based system and its performance. The system is based on two fuel cell units, DC/DC converter, DC/AC inverter, microprocessor control unit, load unit, bottled hydrogen supply system and a set of measurement instruments. In the study presented in the paper a dynamic response of the proton exchange membrane (PEM) fuel cell system to unit step change load as well as to periodical load changing cycles...
-
APPLICATION OF INFRARED THERMOGRAPHY TO NON-CONTACT TESTING OF AD/DC POWER SUPPLY
PublicationTesting of AC/DC power supplies using the thermography was carried out in order to assess their assembly and operation correctness before launching them on the market. The investigation was carried out for 17 AC/DC power supplies which passed the standard tests (measurements of their basic parameters and characteristics). The investigation consisted of two steps. In the first step the dispersion of temperature on power supply boards...
-
High Frequency Harmonics Emission of Modern Power Electronic AC-DC Converters
PublicationModern AC/DC converters with bidirectional power flow employing PWM boost topology generate harmonic distortions of input current in relatively high frequency range tightly related to modulation carrier frequency. These frequencies and its multiples in typical applications are usually located in frequency range from single up to several of kHz. Increased harmonic emission in this frequency range can easily and harmfully influence...