Modeling and Control of DC-DC Buck Converter using PEM Fuel Cell

Yıl 2017, Cilt: 6 Sayı: Özel Sayı (ISMSIT2017), 94 - 105, 29.12.2017

Ahmet Karaarslan Rasim Doğan

Öz

This paper is focused on the comparison with PI and One-Cycle Control
methods that are carried out in terms of design and performance for buck
converter using PEM Fuel Cell. The conventional PI control method has slow
dynamic response to power source confusion. Another modulation technique known
as One-Cycle Control overcomes this drawback of PI control and achieves good
power source confusion rejection and fast dynamic response. In this study, the
system is designed for 40V to 5V DC-DC Buck Converter that is supplied by PEM
Fuel Cell. Designed circuits are tested and simulated on MATLAB/Simulink
program. The simulation results are ensured to verify conclusion.

Anahtar Kelimeler

Buck Converter, PI Control, OCC, PEM fuel cell

PEM Yakıt Pili Kullanılarak DC-DC Buck Dönüştürücüsünün Modellenmesi ve Kontrolü

Öz

Bu çalışmada, PEM Yakıt Pili kullanılarak düşüren tip dönüştürücüsü için tasarım ve performans açısından gerçekleştirilen PI ve Tek Çevrim denetleme yöntemlerinin karşılaştırmasına odaklanmıştır. Geleneksel PI kontrol yöntemi, güç kaynağı bozulmalarına karşı yavaş dinamik tepkiye sahiptir. Tek Çevrim denetleme olarak bilinen bir başka modülasyon tekniği, PI kontrolünün bu dezavantajını aşmakta ve iyi bir güç kaynağı bozulumuna karşı etkili ve hızlı dinamik tepkisi elde etmektedir. Bu çalışmada, sistem PEM Yakıt Pili tarafından sağlanan 40V - 5V DC-DC Çevirici için tasarlanmıştır. Tasarlanan devreler MATLAB / Simulink programında test edilip benzetim çalışması yapılmıştır. Simülasyon sonuçları elde edilen sonucun doğrulanmasını sağlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

OCC, Buck Dönüştürücü, PI Kontrol, OCC, PEM yakıt pili

Kaynakça

• Binitha, P. M., Sanish Kumar T. G., 2013. Comparison of PWM and One Cycle Control for Switching Converters. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 3(4).
• Karaarslan, A., Iskender, I., 2005. Application of sliding control method to an arc welding and comparing its performance with that of conventional PI method. 3th International Conference on Electrical and Electronics Engineering.
• Karaarslan A., Iskender I., 2011. The analysis of AC-DC Boost PFC converter based on peak and hysteresis current control techniques. International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering (IJTPE), 3(7), No. 2.
• Karaarslan A., 2013. The analysis of average Sliding Control Method Applied on Sheppard-Taylor Power Factor Correction Converter. Electrical Engineering, 95(3), 255-265.
• Muhamad Farhan Bin Umar Baki, 2008. Modelling and Control of DC to Dc Buck converter. Faculty of Electrical & Electronic Engineering, University Malaysia Pahang, (UMP) May.
• Rajitha A R, Thomas L., and Elias B., 2013. One Cycle Control of Bridgeless Buck Converter. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 2(1).
• Smedley, K., Cuk, S., 1995. One-cycle control of switching converters. IEEE Trans. power Electron., 10, 625- 633.