Ключові слова
Cuk converter
magnetically coupled inductor
averaging method in state space
Lagrange's theorems. перетворювачі постійної напруги
перетворювач Кука
магнітопов’язаний індуктор
метод усереднення в просторі станів
теореми Лагранжа
Як цитувати
Анотація
Досліджено електромагнітні процеси у перетворювачі за топологією Кука, що містить в собі індуктори з магнітопов’язаними обвитками. З використанням метода усереднення на основі теорем Лагранжа розроблено математичну модель перетворювача та отримано аналітичні вирази для його розрахунку. Отримані співвідношення завдяки відсутності громіздких проміжних математичних перетворень спрощують розрахунок середніх та пульсаційних значень струмів та напруг у реактивних елементах перетворювача з магнітпов’язаними індукторами. Розраховано графічні залежності амплітуди пульсацій струмів вхідного, вихідного індукторів та вихідної напруги перетворювача. Підтверджено, що за допомогою змінення пропорції між відношенням кількості витків індукторів та коефіцієнтом магнітного зв’язку між ними можна реалізовувати заданий рівень вказаних пульсацій. Отримано аналітичні умови, за яких досягаються мінімальні значення пульсацій струмів вхідного, вихідного індукторів та вихідної напруги даного перетворювача. Бібл. 14, рис. 7, табл. 1.
Посилання
Zhu G.,Wang K. Modeling and design considerations of coupled inductor converters. 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Palm Springs, CA, USA, 2010. Pp. 7–13. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.2010.5433701
Cuk S. A new zero-ripple switching dc-to-dc converter and integrated magnetic. IEEE Transactions on Magnetics. 1983. Vol. 19. No 2. Pp. 57–75. DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.1983.1062238
Cuk S., Zhang Z. Coupled-inductor analysis and design. 17th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, Vancouver, BC, Canada , June 1986. Pp. 655–665. DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.1986.7415621.
Kang T., Suh Y. Optimized coupling factor design of multiplephase coupled inductor for minimum inductor current ripple operation in EV charger systems. IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia (IFEEC 2017 - ECCE Asia), Kaohsiung, Taiwan, June 2017. Pp. 1178–1183. DOI: https://doi.org/10.1109/IFEEC.2017.7992208
Mohammadian L., Babaei E. Investigating the effect of inductor coupling on intrinsic stability of cuk converter. IECON 2016 - 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Florence, Italy, Oct 2016. Pp. 1359–1364. DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2016.7793707
Sanchis-Kilders E., Ferreres A., Gasent-blesa J.L., Maset E., Esteve V., Jordan J., Ejea J.B. Stability improvement of isolated multipleoutput dc/dc converter using coupled inductors. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. August 2016. Vol. 52. No 4. Pp. 1644–1653. DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2016.150039
Gilabert D., Sanchis-Kilders E., Martınez P.J., Maset E., Ferreres A., Esteve V. Zero Ripple Current with Coupled Inductors in Continuous Conduction Mode under PWM Signals. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. 2020. Vol. 8. No 4. Pp. 4260-4269. DOI: https://doi.org/10.1109/JESTPE.2019.2940848
Tuztasi F.M., Ali Bekir Yildiz, Kelebek H. Modeling and Analysis of DC-DC CUK Converter with Coupled Inductors. WSEAS Transactions on Circuits and Systems. 2022. Vol. 21. Pp. 188–192. DOI: https://doi.org/10.37394/23201.2022.21.21
Tompsett K. An Improved Topology for Creating Split Rails from a Single Input Voltage. AN-1106 APPLICATION NOTE. Analog Devices. URL: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an-1106.pdf (available at 06.05.2024).
Zhuikov V.Ya., Denisyuk S.P., Melnichuk G.V. Modeling of systems with power converters with cyclically changing parameters. Kyiv: Nash Format, 2018. 165 p. (Ukr)
Rudenko Yu.V. Mode of averaging of pulse DC converter model. Tekhnichna Elektrodynamіka. 2017. No 3. Pp. 4248. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.03.042. (Rus)
Rudenko Yu.V. Averaging of push-pull DC converter model. Tekhnichna Elektrodynamіka. 2018. No 1. Pp. 37 46. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.01.037. (Rus)
Rudenko Yu.V., Shcherba A.A. Analysis of multi-interval processes in semiconductor converters. Kyiv: Pro Format, 2020. 352 p. (Ukr)
Rudenko Yu. Analysis of DC-DC Converters by Averaging Method based on Lagrange Theorems. IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). Kharkiv, Ukraine, September 12-17, 2021. Pp. 367–370. DOI: https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570089
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Array