عنوان اختراع پيشنهادي مبدل DC/DC با دو پورت خروجي با قابليت تغذيه بار توان ثابت مي باشد. اين اختراع مي تواند به صورت گسترده اي در تغذيه بارهاي صنعتي بكار رود. از جمله مشكلات فني در سيستم‌هاي موجود مي توان به راندمان و بهره ولتاژ پايين و استفاده از روش‌هاي كنترل پيچيده و مسئله ايزولاسيون اشاره نمود. در اختراع پيشنهادي، يك پورت خروجي به صورت ولتاژ ثابت و پورت ديگر به صورت توان ثابت مي‌باشد كه كنترل

امروزه به دلايلي همچون بي ثبات بودن قيمت سوخت‌هاي فسيلي، محدود بودن منابع انرژي سُنتي، آلودگي روزافزون هوا و پديده‌ي گرمايش زمين، منابع انرژي تجديدپذير مورد اهميت واقع شده‌اند. در عمل، به دلايلي همچون افزايش قابليت اطمينان و محدوديت‌هاي ذاتي اين گونه از منابع، غالباً تعدادي از آن‌ها با يكديگر هيبريد شده و مجموعه‌ي حاصل منبع انرژي تجديدپذير هيبريدي ناميده مي‌شود. كنترل منابع هيبريدي به منظور برآورده شدن دو هدف ۱) استخراج حداكثر توان از منابع و ۲) تنظيم ولتاژ بار در مقدار مطلوب صورت مي‌گيرد. روش‌هايي كه تاكنون براي كنترل منابع هيبريدي ارائه شده‌اند، وابسته به مقادير ولتاژ منابع و مقدار بار هستند. از آن جايي كه اين مقدار در عمل نامعلوم و متغير با زمان هستند، مقدار دقيق آن‌ها در دسترس نبوده و در نتيجه كنترل‌كننده‌هاي موجود عملكرد مناسبي را از خود نشان نمي‌دهند. در طرح پيشنهادي، نوعي الگوريتم شناسايي جبري طراحي مي‌گردد كه ضمن تخمين دقيق اين پارامترهاي نامعلوم، ضرايب كنترل‌كننده را به گونه‌اي تنظيم مي‌كند تا سيستم حلقه بسته رفتار مناسبي داشته باشد. رفتار سيستم كنترلي پيشنهادي توسط شبيه‌سازي عددي و پياده‌سازي آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاكي از بهبود عملكرد كنترل‌كننده‌ي پيشنهادي نسبت به كنترل‌كننده‌هاي موجود است.

عنوان: مبدل DC-DC با بهره ولتاژ بالا و كليدزني نرم كامل بدون استفاده از ترانس. در اين اختراع تجربي يك مبدل DC-DC با بهره ولتاژ بالا و با قابليت كليدزني نرم پيشنهاد شده است. عملكرد اين مبدل در افزايش ولتاژ خروجي بدون استفاده از ترانسفورماتور است و مبدل داراي دو درجه آزادي مستقل از هم مي‌باشد كه هم‌زماني استفاده از اين چند مزيت در نوع خود بدون نمونه قبلي است. شاخه علمي اختراع مربوط به برق و مبدل‌هاي الكتورنيك قدرت و زمينه فني آن مربوط به انرژي‌هاي تجديدپذير و ادوات واسط سيستم‌هاي فتوولتائيك است. مزيت برجسته اين مبدل در استفاده از يك تانك تشديدي براي كليدزني نرم در ادوات نيمه‌هادي است؛ به طوري كه اين تانك تشديدي كليدزني تحت ولتاژ و جريان صفر را براي تمامي كليدها و ديودها در زمان روشن و خاموش شدن فراهم مي‌كند. در اين اختراع مبدل پيشنهادي ارائه و عملكرد آن در مدهاي كاري تحليل و روند كامل طراحي مبدل بدست آمده است. نهايتا نتايج شبيه‌سازي در نرم‌افزار PSCAD/EMTDC به همراه نتايج نمونه عملي ساخت شده براي تاييد نتايج تئوري ارائه شده است.

در اين اختراع، يك واسط الكترونيك قدرت (مبدل‌) dc-dc چندورودي-تك‌خروجي غيرايزوله بدون سلف تزويج مدولار، با قابليت توليد بهره ولتاژ بالا پيشنهاد مي‌شود. اختراع پيشنهادي قادر است تا با تركيب انرژي منابع مختلف (با مشخصات ولتاژ-جريان گوناگون) توان مورد نياز با را فراهم سازد. ويژگي چندورودي بودن، قابليت اطمينان توان‌رساني اين اختراع را افزايش داده است، زيرا در صورت قطع شدن يك و يا تعدادي از منابع، همچنان امكان توان‌رساني به بار مهيا خواهد بود. امكان شارش توان دوطرفه براي ورودي اول امكان‌پذير است، با تغييرات اندكي مي‌توان امكان شارش توان دوطرفه را براي هر يك از منابع ورودي ميسر ساخت. جريان پيوسته منابع ورودي به عنوان يكي ديگر از مزاياي اختراع پيشنهادي، امكان استفاده از آن در كاربردهاي رديابي نقطه توان بيشينه در سلول‌هاي خورشيدي را فراهم مي‌سازد. ساختار پيشنهادي، براي توليد بهره ولتاژ مطلوب، از تعداد عناصر (سلف، خازن، كليد و ديود) كمتري نسبت به ساير ساختارهاي ارائه شده‌ي اخير استفاده مي‌كند. به عبارت ديگر، با استفاده از تعداد عناصر و همچنين سيكل‌كاري يكسان، ساختار پيشنهادي قادر است تا بهره ولتاژ بالاتري را نسبت ساير ساختارها ارائه دهد. بنابراين، هزينه، اندازه، وزن و پيچيدگي آن نسبت به ساير ساختارهاي مورد مقايسه، كمتر است. همچنين ميزان نرماليزه شده تنش ولتاژ پائين روي كليدها/ديودها علي‌رغم توليد بهره ولتاژ بالا، از ديگر ويژگي‌هاي ممتاز مبدل پيشنهادي مي‌باشند. ويژگي‌هاي ذكر شده، اختراع پيشنهادي را به عنوان گزينه بسيار مناسبي براي كاربردهاي انرژي‌هاي نو (و يا خودروهاي الكتريكي/هيبريدي) معرفي مي‌كند. در اين اختراع، شكل كلي مبدل پيشنهادي ارائه شده و مدهاي كاري آن براي حالت دو ورودي، بطور كامل معرفي شده است. سپس، ملاحظات طراحي مبدل پيشنهادي مورد بررسي قرار گرفته است. براي ارزيابي بهتر، ساختار پيشنهادي به لحاظ قابليت توليد بهره ولتاژ بالا و همچنين تعداد عناصر بكار گرفته شده، با تعدادي از ساختارهاي جديدي كه اخيراً در همين زمينه معرفي شده‌اند، مورد مقايسه قرار گرفته است. در ادامه، نمونه آزمايشگاهي ساختار پيشنهادي براي دو ورودي ساخته شده است. نتايج عملي بدست آمده، صحت عملكرد مبدل پيشنهادي را تأييد مي‌كنند.

ذخيره سازي انرژي در باتريها نقش مهمي را در سيستمهاي الكتريكي مقياس كوچك و بزرگ شامل وسايل قابل حمل، انرژيهاي تجديد پذير، حمل و نقل برقي، شبكههاي هوشمند، فضاپيماها، كاربردهاي نظامي و... ايفا ميكند. با توجه به پايين بودن سطح ولتاژ سلولهاي ذخيره ساز انرژي )مانند سلول باتري ليتيومي(، لازم است كه سلولها با هم سري شوند تا با تشكيل يك رشته سلول نيازهاي ولتاژ مصرف كننده را برآورده سازند. به دليل عدم تطابق سلولها از لحاظ ظرفيت، سرعت دشارژ ذاتي، امپدانس داخلي و همچنين تفاوت دمايي در طول رشته )سرعت دشارژ ذاتي به طور قابل ملاحظه اي تابع دما است(، ولتاژ )شارژ( سلولهاي سري شده در زمان شارژ و دشارژ باهم متفاوت خواهد بود. متفاوت بودن شارژ سلولهاي سري شده در سطوح متوسط سبب كاهش طول عمر باتري، استفاده غيربهينه از انرژي و در سطوح بالاتر سبب خطاي عملكردي، آتش سوزي و حتي انفجار ميگردد. بنابراين عدم تعادل شارژ سلولها در رشته سلولهاي سري شده بسيار رايج و يك شاخص مهم براي مدت زمان عمر باتري ميباشد. براي غلبه بر اين مشكل از ساختارهاي يكسان ساز شارژ سلول- هاي سري شده استفاده ميشود، اين ساختارها كمك ميكنند تا شارژ سلولها متعادل و برابر شود و مشكلات گفته شده پيش نيايد. براي حل مشكل عدم يكسان بودن شارژ روي سلولهاي سري شده يك ساختار يكسان ساز شارژ پيشنهاد شده است. اين ساختار بر مبناي انتقال انرژي بين سلولها عمل ميكند و قادر به يكسان سازي شارژ سلولهاي سري شده همزمان با شارژ سلولها )يكسان سازي در حضور منبع خارجي(، همزمان با دشارژ سلولها )يكسان سازي در حضور بار( و در زمان قطع شارژر مي- باشد. در زمان شارژ سلولهاي سري شده كم شارژترين سلول از طريق ميكروكنترلر شناسايي ميشود و سپس يكي مسير اضافي براي شارژ بيشتر براي سلول هدف فراهم ميشود، بدين ترتيب سلول هدف علاوه بر مسير شارژ مشترك از طريق مسير يكسان ساز نيز شارژ ميشود، اين روند باعث ميشود كه سلول مذكور سريعتر شارژ شود و به سطح شارژ ساير سلولها برسد. در زمان دشارژ سلولهاي سري شده، سلول داراي بيشترين شارژ توسط ميكروكنترلر شناسايي ميشود و سپس يك مسير دشارژ اضافي براي آن ايجاد ميشود تا سريعتر دشارژ شود و بدين ترتيب به سطح شارژ ساير سلولها برسد. در زمان قطع شارژ، يكسان سازي همانند حالت اتصال شارژ صورت ميگيرد با اين تفاوت كه در اين حالت انرژي از مجموعه سلولهاي سري شده به سلول كم شارژ انتقال مييابد و بدين ترتيب شارژ سلول هدف افزايش پيدا ميكند و شارژ ساير سلولها كاهش پيدا ميكند تا در يك نقطه به هم برسند. با توجه به آنچه ذكر شد، ساختار پيشنهادي بسيار انعطاف پذير ميباشد و تحت هر شرايطي و مستقل از نوع المان وصل شده به دو سر آن )منبع، بار، مدار باز( قادر به يكسان سازي شارژ سلولهاي سري شده ميباشد و از اين طريق ضريب ايمني، ضريب استفاده و طول عمر سلولهاي سري شده افزايش مييابد. اين ساختار ميتواند به صورت يك مدار خارجي به ساير شارژهاي موجود اضافه شود و يا با اضافه كردن المانهاي لازم به يك شارژر/ دشارژر جامع تبديل شود.

عنوان اختراع پيشنهادي مبدل DC-DC ايزوله با بهره ولتاژ بالا و كليدزني ZVS و هيبريد دو درجه آزادي مستقل مي باشد. اين اختراع مي تواند به صورت گسترده اي در سيستم هاي فتوولتائيك كه زير مجموعه سيستم هاي انرژي تجديدپذير است كاربرد داشته باشد. از جمله مشكلات فني در سيستم‌هاي موجود مي توان به راندمان و بهره ولتاژ پايين و استفاده از روش‌هاي كنترل پيچيده با دامنه كنترل محدود و مسئله ايزولاسيون اشاره نمود. در اختراع پيشنهادي مشكل موجود در بهره ولتاژ و راندمان حل شده و از كليدزني نرم و دو درجه آزادي استفاده شده است. اساس راه حل ارائه شده استفاده از يك الگوريتم كليدزني هيبريد براي رسيدن به بهره ولتاژ بالا و كليدزني نرم در يك ساختار جديد DC-DC ايزوله مي باشد.

در اين اختراع ساختار جديدي براي سيستم بازياب دينامكي ولتاژ Dynamic Vlltage Restorer)DVR پيشنهاد شده است كه بر پايه مبدل هاي ماتريسي سه فاز به تك فاز مي باشد با ساختار پيشنهادي مي توان ولتاژ بارهاي حساس را در مقابل انواع غتشاشات ولتاژ از جمله فلش ولتاژ و برآمدگي ولتاژ هم به صورت متقارن و هم به صورت نامتعادل و فليكر ولتاژ تثبت كرده و عمل كرد صحيح اين بارها را فراهم آورد. هم چين امكان تامين برق سه فاز حتي در صورت قطع يكي از فازهاي شبكه وجود دارد. در ساختار پيشنهادي از سه مبدل ماتريسي سه فاز به تك فاز مستقل استفاده شده است. مبدل ماتريسي استفاده شده از 4 كليد قدرت دو طرفه ساخته شده اند. ولتاژ ورودي مبدل استفاده شده مستقيما از شبكه تامين مي شوند. خروجي مبدل بعد از عبور از يك فيلتر LC پايين گذر به همراه مقاومت ميرا كننده از طريق يك ترانسفورماتور تزريق تك فاز تزريقي (سمت فيلتر) يك كليد الكترونيك قدرت Bypass قرار داده شده است كه در صورت عدم وجود اغتشاش در شبكه سيستم بازياب ديناميكي ولتاژ را از شبكه جدا مي كند.

مبدل چند سطحي الكترونيك قدرت متصل به شبكه با ايمني بالا با قابليت اخذ بيشينه توان از سلول هاي خورشيدي اين اختراع در زمينه فني مهندسي برق، الكترونيك قدرت مي باشد. مبدل‌هاي چند‌سطحي به دليل توانايي توليد سطوح ولتاژ متعدد، در كاربردهاي توان‌بالا و انرژي‌هاي نو پيشرفت‌هاي فراواني كرده‌اند. اما از مشكلات عمده آن‌ها، در تعادل نگه‌داشتن ولتاژ خازن‌ها، وجود منابع DC متعدد و مشكلات حفاظتي به‌خصوص در كاربردهاي انرژي‌هاي نو را مي‌توان نام برد. مبدل پيشنهادي در اين اختراع، با اصلاح ساختار مبدل پنج سطحي موجود و ارائه روش كنترلي پيشنهادي مربوط به آن، علاوه بر توانايي در تعادل نگه‌داشتن ولتاژ خازن‌ها در مقدار مشخص، مشكلات حفاظتي آن را نيز مرتفع ساخته و امكان اتصال به سلول‌هاي خورشيدي و اخذ بيشينه توان از آن‌ها را با ايمني بالا دارا مي‌باشد. در نهايت، نحوه عملكرد مبدل پيشنهادي و روش كنترلي ارائه داده شده بوسيله روابط رياضي و شبيه‌سازي توسط نرم افزار PSCAD/EMTDC و نتايج عملي تائيد مي‌شود.

دستگاه محدودكننده جريان اتصال كوتاه با قابليت ايجاد ارتباط بين شبكه AC و DC و مديريت انرژي از سمت شبكه AC به سمت شبكه DC محدودكنندههاي جريان خطا يكي از روشهاي مهار جريان اتصال كوتاه در حوزه سيستم هاي برق مي باشد. استفاده از محدودكنندههاي جريان خطا، از آسيب رسيدن به تجهيزات سيستم جلوگيري كرده و نياز به تعويض و بهروزرساني آنها را رفع ميكند. همچنين داري هزينه پايين، عملكرد سريع و ابعاد كوچك است و هيچگونه تلفات و افت ولتاژي در حالت كاركرد عادي سيستم نداشته و قابليت اطمينان بيشتري دارند. يكي از مهمترين مشكالت محدودكنندههاي جريان اتصال كوتاه كه تاكنون حلنشده است، انرژي ذخيرهشده در محدودكننده در هنگام وقوع خطاي اتصال كوتاه و چگونگي استفاده از اين انرژي ميباشد. در واقع همه اين ساختارهاي قبلي تا به حال صرفا جهت محدود كردن جريان اتصال كوتاه استفاده شده اند. دستگاه محدودكننده جريان اتصال كوتاه اختراع شده با اضافه كردن و استفاده از كمترين تجهيزات، عالوه بر محدود كردن جريان اتصال كوتاه مشابه تمام ساختارهاي قبلي ارتباط بين دو شبكه ac و dc را فراهم، و امكان تبادل انرژي محدودكننده را با شبكه dc مجاور در هر دو حالت كاركرد عادي سيستم و هنگام وقوع اتصال كوتاه در سيستم امكان پذير مي كند.