^۱۳- ۱۰ × ۳۶۶۸/۳-

۲

^۱۱- ۱۰ × ۲۱۲۰/۱-

۳

^۱۰- ۱۰ × ۲۳۵۵/۳-

۴

^۹- ۱۰ × ۱۹۳۵/۸-

۵

^۷- ۱۰ × ۰۵۳۷/۲-

۶

^۶- ۱۰ × ۱۳۷۸/۵-

۷

۴-۴ الگوریتم MPPT برای مبدل بوست در کاربرد پیل سوختی

یک استراتژی کنترل MPPT که مشخصات پاسخ سریع دارد و قادر به فراهم کردن استفاده خوب از توان الکتریکی تولید شده در هر محتوای غشای آب می‌باشد، وجود دارد. بیشترین الگوریتم MPPT استفاده شده متداول، اغتشاش و مشاهده (P&O) می‌باشد. اجرا در شکل اساسی‌اش در شکل ۴-۱۰ نتیجه می‌شود.
شکل ۴-۱۰ فلوچارت از الگوریتم MPP- MPFC (بنیاهیا وهمکاران ،۲۰۱۴)
در این الگوریتم، سیکل‌کاری ( از مبدل به وسیله به کار بردن تغییرات ثابت © و کوچک به طور اغتشاش به وسیله تغییر دادن نقطه کار سیستم تغییر می‌کند.
علاوه بر این عملکرد مناسب PEMFC به وسیله کنترل کمکی به ویژه سیستم فراهم کردن هوا انجام می‌شود. سیستم مصرف هوا حدود ۲۰ درصد از تغذیه توان به وسیله پیل سوختی می باشد که ظرفیت مؤثر از PEMFC را کاهش می‌دهد. این به علت این است که کنترل سیستم هوا یک چالش مهم برای توسعه وسایل الکتریکی پیل سوختی می‌باشد. در واقع، حفظ یک سطح کافی از فشار جزئی اکسیژن در کاتد حین تغییرات سریع از جریان پیل سوختی درحالت عملکرد MPPT مهم برای اجتناب ازکوچک کردن غشا و یک کاهش در کارآیی سیستم می‌باشد. (بنیاهیا وهمکاران^[۲۶] ،۲۰۱۴)
۴-۵ مدلسازی و شبیه‌سازی از مبدل بوست با لایه میانی گین بالا برای کاربردهای پیل سوختی
یک مبدل بوست نرمال ولتاژ dc را به ولتاژ dc بالاتر تبدیل می‌کند. لایه میانی فوایدی مثل ریپل جریان کاهشی در مدارهای خروجی و ورودی دارد. کارآیی بالاتر به وسیله تقسیم جریان خروجی به n بخش به کاهش تلفات I2R و تلفات القاگر زیاد منجر می‌شود. خازن‌های کلیدی به منظور بهبود گین ولتاژ از مبدل به کار می‌روند. مزیت‌ها از مبدل بوست لایه میانی ریپل جریان کاهشی، کارآیی بالا، پاسخ‌گذرای سریعتر، هدایت الکترومغناطیسی کاهشی و قابلیت اطمینان بهبود یافته می‌باشند. مبدل لایه میانی گین بالا ایزوله شده پیشنهادی در این جابا القاگرهای سیم‌پیچ – عرض- تزویج شده (WCCIS) و خازن‌های کلیدی (SCs) در شکل ۴-۱۱ نشان داده می‌شود. سیم‌پیچ القاگر در فازش ( L1b در مقابل L1a و L2b در مقابل L2a) تزویج می‌شود و سیم‌پیچ سوم القاگرها در فاز دیگر ( L1c در مقابل L1a و L1b، L2c در مقابل L2a و L2b) تزویج می‌شود. مدار توسعه گین ولتاژ که از سیم‌پیچ سوم القاگر تزویج و یک خازن کلیدی و یک دیودتشکیل می‌شود، مزیت‌های توسعه گین ولتاژ و کاهش فشار ولتاژ کلید را دارد. مدار کلمپ فعال که از یک ماسفت قدرت و یک خازن کوچک تشکیل می‌شود به بخش اولیه از هر فاز برای دوره مجدد انرژی نشتی وارد می‌شود و اسپایک‌های ولتاژ هنگامی که کلید‌های اصلی خاموش می‌شوند را جذب می‌کند.
مدل مدار معادل از مبدل پیشنهادی در جایی که Lm1 و Lm2 القاگرهای مغناطیسی می‌باشند، نمایش داده می‌شود. LLK1 و LLK2 اندوکتانس‌های نشتی هستند. CS1 و CS2 خازن‌های موازی از کلیدهای اصلی هستند. SC1و SC2 کلیدهای کلمپ فعال هستند. CC1 و CC2 خازن‌های کلمپ هستند. S1و S2 کلیدهای اصلی هستند.Do1 و Do2 دیودهای خروجی هستند. Co خازن خروجی است. CSC1 و CSC2 خازن‌های کلیدی هستند. DSC1 و DSC2 دیودهای کلیدی هستند.
شکل ۴-۱۱: مبدل لایه میانی با القاگرهای تزویج عرضی و خازن های کلیدی
(سیژای و همکاران، ۲۰۱۳)
۴-۵-۱: حالت های عملکرد
حالت های عملکرد به صورت ادامه شرح داده می‌شوند:
طبقه ۱ : در t0 ، S1و S2 در طبقه روشن هستند و SC1 و SC2 در حالت خاموشی هستند و DO2 , DO1 DSC2 , DSC1 همه خاموش هستند. LLK2 , LLK1 , LM2 , LM1 به وسیله ولتاژ ورودی تغییر می‌کنند.
طبقه ۲ : در t1 ، S2 خاموش است. CS2 به وسیله جریان مغناطیسی به طور خطی شارژ می‌شود.
طبقه ۳ : در t2 ، ولتاژ CS2 به یک دیود غیر موازی که از بایاس مستقیم SC2 ایجاد می شود می‌رسد.
طبقه ۴ : در t3 ، ولتاژ vds2 به نقطه‌ای می‌رسد که Do2 , DSC2 آغاز به هدایت می‌کنند. انرژی ذخیره شده در Lm2 به بار انتقال می‌یابد و CSC2 , CC2 , LLK2 , CSC1 آغاز به نوسان می‌کنند. جریان L1C از سیم‌پیچ اولیه‌اش در فاز ۱ به S1 می‌رود. آن در زیر داده می‌شود:
(۴-۱۷)
طبقه ۵ : قبلt4 ، دیود غیر موازی از SC2 هنوز در حالت روشنی است و جریان CC2 نمی‌تواند به سمتش تغییر یابد.
طبقه ۶ : در t5 ، SC2 خاموش می‌باشد که CC2 را از مدار دور می‌کند. یک مدار نوسان جدید بین CS2 , LLK2 شکل می‌گیرد. انرژی ذخیره شده در CS2 آغاز به انتقال به LLK2 می‌کند.
طبقه ۷ : در t6 ، ولتاژ CS2 به صفر می‌رسد و دیود غیر موازی از S2 آغاز به هدایت می‌کند. LLK2 به طور خطی به وسیله ولتاژ Vout/ N شارژ می‌شود. همچنین این مقیاس چرخشی کاهشی جریان از Do2 را کنترل می‌کند.
(۴-۱۸)
(۴-۱۹)
طبقه ۸ : جریان‌های Do2 , DSC2 به صورتی که جریان اندوکتانس نشتی افزایش می‌یابد، کاهش می‌یابند. در t8، جریان LLK2 مساوی جریان LLm2 می‌باشد.جریان‌های Do2 , DSC2 به صفر می‌رسند و این ها دو دیود بایاس معکوس هستند.
Lm2 و LLK2 به وسیله ولتاژ ورودی دوباره شارژ می‌شوند. یک عملکرد مشابه در بقیه طبقات از دوره کلیدزنی کار می‌کند. شکل ۴-۱۲ مدل شبیه‌سازی از پیل سوختی PEM مرتبط با مبدل بوست لایه میانی با بهره گرفتن از خازن‌های کلیدی با القاگرهای تزویج رانشان می‌دهد. خروجی پیل سوختی به مبدل بوست لایه میانی سه فاز با بهره گرفتن از خازن‌های کلیدی با القاگرهای تزویج داده می‌شود. خروجی به بار مقاومتی داده می‌شود. پارامترها در جدول ۴-۴ مقداردهی می‌شوند. (سیژای و همکاران^[۲۷]، ۲۰۱۳)
جدول ۴-۴ پارامترهای شبیه‌سازی
(سیژای و همکاران، ۲۰۱۳)
شکل ۴-۱۲ مدل شبیه‌سازی از مبدل بوست لایه میانی با گین بالا در کاربرد پیل سوختی
نتایج شبیه‌سازی در ادامه نشان داده می‌شوند.