Studio ed ottimizzazione di caricabatterie in configurazione flyback

Questa tesi tratta dell'ottimizzazione dei componenti di potenza di un convertitore flyback al fine di massimizzare l'efficienza di un caricabatteria per batterie al piombo. Le perdite vengono studiate all'interno di uno spazio di progetto che individua due variabili libere (rapporto spire e indice di ondulazione della corrente). Diverse mappe con le stime di dissipazione derivante da tutti i contributi, permettono l'individuazione del punto ottimo di progetto e consentono la corretta valutazione dei trade-off. Il risultato dell'analisi ha portato al progetto di un dimostratore in cui si è potuto verificare la correttezza del valore di efficienza predetta, in questo modo migliorando le performance di un prodotto esistente.

Studio sui convertitori flyback multiuscita

Questa tesi si propone di analizzare e comprendere il funzionamento del convertitore flyback, un circuito elettronico appartenente alla categoria dei convertitori DC/DC operanti in commutazione, avvalendosi anche dell’ausilio del software per la simulazione circuitale LTSPICE. Vengono dettagliatamente analizzati gli effetti delle disperse del trasformatore, valutato l'inserimento di snubber dissipativi, analizzato il comportamento dinamico del convertitore retroazionato, presa in considerazione la possibilità di inserire ulteriori uscite.

Progetto di un convertitore flyback sincrono per applicazioni di energy harvesting piezoelettrico

In questo elaborato è stata trattata la caratterizzazione tramite simulazioni e prove in laboratorio di un circuito in grado di estrarre e accumulare energia elettrica, la quale viene generata da vibrazioni meccaniche tramite l'uso di dispositivi piezoelettrici. Partendo da una tipologia di circuito già esistente è stata studiata una variante nel sistema di conversione dell'energia, in questo caso il convertitore implementato è un convertitore di tipo flyback. Dopo aver studiato il circuito in dettaglio, è stata realizzata una prima simulazione circuitale mediante software Ltspice. Sono stati quindi analizzati gli andamenti delle tensioni di uscita e di ingresso durante il processo di carica della capacità, applicando in ingresso differenti tensioni. Infine i dati ottenuti sono stati elaborati in un foglio elettronico per poter ricavare l'andamento del rendimento.

Seguidor fotovoltaico : uma variação do P&O - simulação e prototipagem

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Hakkuriteholähteen säädön suunnittelu

Diplomityö on tehty osana ETX-tutkimushanketta: 'Volyymiteholähteen suunnittelumetodien kehitys ja optimointi DFM-viitekehyksessä'. Työssä suunnitellaan hakkuriteholähteelle säätäjä. Tähän suunnittelun sektoriin syventyminen on teollisuudessa jäänyt monesti vähälle. Säätö on tavallisesti ajan puutteen ja apuvälineiden käytön osaamattomuuden tai puuttumisen takia suunniteltu kokeilemalla. Työssä muodostetaan jännitemuotoisesti säädetylle hakkurille piensignaalimallilla linearisoidut siirtofunktiot, joiden perusteella voidaan tarkastella hakkurin stabiilisuutta takaisinkytketyssä säätösilmukassa. Stabiiliustarkastelu tehdään taajuustasossa käyttäen Bode-kuvaajia. Näiden kuvaajien perusteella viritetään järjestelmään säätäjä. Säätäjän toimintaa aikatasossa tarkastellaan simuloimalla ja reaalisen laitteen toimimista laboratorioprototyypin avulla. Tulosten perusteella voidaan todeta, että jännitemuotoisella säädöllä flyback-hakkuri saadaan nopeaksi epäjatkuvalla käämivirralla. Mikäli halutaan hakkurin toimivan jatkuvalla käämivirralla, on syytä käyttää muita säätömenetelmiä, esimerkiksi huippuvirtasäätöä.

Efficiency analysis of an isolated high voltage gain converter operating in resonant and non-resonant mode

This paper presents an efficiency investigation of an isolated high step-up ratio dc-dc converter aimed to be used for energy processing from low-voltage high-current energy sources, like batteries, photovoltaic modules or fuel-cells. The considered converter consists of an interleaved active clamp flyback topology combined with a voltage multiplier at the transformer secondary side capable of two different operating modes, i.e. resonant and non-resonant according to the design of the output capacitors. The main goal of this paper is to compare these two operating modes from the component losses point of view with the aim of maximize the overall converter efficiency. The approach is based on losses prediction using steady-state theoretical models (designed in Mathcad environment), taking into account both conduction and switching losses. The models are compared with steady-state simulations and experimental results considering different operating modes to validate the approach. © 2012 IEEE.

Desenvolvimento de estrutura para purificação de água potável, através da irradiação de UV com lâmpadas fluorescentes especiais

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Design of a modular, high step-up ratio DC–DC converter for HVDC applications integrating offshore wind power

High-power and high-voltage gain dc-dc converters are key to high-voltage direct current (HVDC) power transmission for offshore wind power. This paper presents an isolated ultra-high step-up dc-dc converter in matrix transformer configuration. A flyback-forward converter is adopted as the power cell and the secondary side matrix connection is introduced to increase the power level and to improve fault tolerance. Because of the modular structure of the converter, the stress on the switching devices is decreased and so is the transformer size. The proposed topology can be operated in column interleaved modes, row interleaved modes, and hybrid working modes in order to deal with the varying energy from the wind farm. Furthermore, fault-tolerant operation is also realized in several fault scenarios. A 400-W dc-dc converter with four cells is developed and experimentally tested to validate the proposed technique, which can be applied to high-power high-voltage dc power transmission.

Three-port DC-DC converter for stand-alone photovoltaic systems

System efficiency and cost effectiveness are of critical importance for photovoltaic (PV) systems. This paper addresses the two issues by developing a novel three-port dc-dc converter for stand-alone PV systems, based on an improved Flyback-Forward topology. It provides a compact single-unit solution with a combined feature of optimized maximum power point tracking (MPPT), high step-up ratio, galvanic isolation, and multiple operating modes for domestic and aerospace applications. A theoretical analysis is conducted to analyze the operating modes followed by simulation and experimental work. This paper is focused on a comprehensive modulation strategy utilizing both PWM and phase-shifted control that satisfies the requirement of PV power systems to achieve MPPT and output voltage regulation. A 250-W converter was designed and prototyped to provide experimental verification in term of system integration and high conversion efficiency.

Studio di un sistema di comunicazione ad alimentazione risonante wireless.

L'elaborato tratta della progettazione di un sistema di alimentazione wireless risonante per i nodi sensori, strumenti fondamentali per il controllo delle strutture(Structural Health Monitoring). Esso si concentra sulla realizzazione di un convertitore flyback risonante (con circuito di snubber incluso per il main switch) in grado di fornire una tensione di 5 Volt in uscita a fronte di una corrente media massima sul carico di 800mA data una tensione di 12 volt in ingresso. Dopo aver introdotto il concetto di Wireless Power Transfer (WPT) e i principi fisici su cui esso poggia (induzione elettromagnetica e risonanza elettromagnetica), si presentano i modelli circuitali più utilizzati in questo ambito. Una volta illustrate le conoscenze allo stato dell'arte dell'accoppiamento induttivo risonante, si analizza il comportamento del modello scelto, al fine di evidenziare i vantaggi dell'utilizzo del circuito alla frequenza di risonanza. Sono state effettuate simulazioni con il simulatore LTspice come controprova. Si passa quindi a dimensionare i vari elementi del circuito a fronte delle specifiche stabilite. Grazie ai risultati ottenuti, si procede alla stesura del Bill Of Materials. La tesi si conclude presentando i possibili campi di ricerca e sviluppo del sistema di alimentazione.