Newton Method MPPT 제어에 의한 소프트 스위칭 부스트 컨버터

Abstract

본 논문에서는 태양광발전시스템의 효율을 개선하기 위하여 MPPT 제어와 기존의 일반적인 부스트 컨버터의 하드 스위칭 방식보다 효율이 개선된 소프트 스위칭 부스트 컨버터를 제안하였다. 제안된 소프트 스위칭 부스트 컨버터는 기존의 회로에 공진 인덕터와 커패시터, 환류 다이오드를 추가하였으며, 이를 통해 각 스위칭 소자는 영 전류, 영전압 조건에서 소프트 스위칭 동작을 함으로써 스위치에 주기적으로 발생하는 손실을 줄였다. 제안된 회로의 타당성을 입증하고자 Matlab Simulink로 1.5[KW]급 태양전지 어레이를 모델링하고, MPPT 제어부를 구성하였다. 사용된 MPPT 알고리즘은 일반적으로 가장 많이 사용되는 P&O 제어보다 효율이 높고, 추적속도가 더 빠른 Newton-Method 알고리즘을 사용하였고, 두 특성을 비교하였다. 그리고 MPPT 제어를 통해 출력되는 최대출력 전력을 Psim으로 연동시켜 제안된 소프트 스위칭 컨버터의 입력단으로 공급하여 시뮬레이션하였다. 그 결과 스위칭 동작시 소자에 발생하는 전압 스트레스가 감소하였고, 일반적인 부스트 컨버터의 경우에 비해 스위칭 손실이 감소하였으며, 전체 회로의 효율이 개선되었음을 검증하였다.|In this paper, We proposed the soft-switching boost converter and MPPT control for improving the efficiency of PV system. The proposed converter was designed by H-bridge auxiliary resonant circuit. By this circuit, all of the switching devices perform the soft switching under the zero voltage and zero current condition. Therefore, the periodic switching losses can be decreased at turn on, off. The soft switching boost converter was designd for 1.5[kW] solar module of the power conversion. Thus, this soft switching boost converter was simulated by MATLAB simulation using Newton Method algorithm. As a result, proposed soft switching converter compared to a typical boost converter switching loss was reduced about 61%. And the overall system efficiency was verified to increase about 3.3%.