I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 7 ,   p p .   20 ~ 30   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v8 i 1 . p p 2 0 - 30          20       J o ur na ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Sing le Sw itched  No n - i so la ted  H ig h G a in  Co nv erte r       L o pa m ud ra   M it ra 1 Ulla s h K u m a Ro ut 2   1 , 2   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   KIIT   Un iv e rsit y ,   In d ia.       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 9 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   No v   2 4 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Dec   05 ,   2 0 1 6       T h is  p a p e p re se n ts  a   n e w   sin g le  s w it c h e d   in d u c to r -   c a p a c it o c o u p led   tran sf o r m e r - les s   h ig h   g a in   DC - D c o n v e rter  w h ich   c a n   b e   u se d   in   re n e w a b le   e n e rg y   so u rc e li k e   P V ,   f u e l   c e ll   in   w h ich   t h e   l o w   DC  o u t p u t   v o lt a g e   is  to   b e   c o n v e rted   in to   h ig h   d c   o u tp u v o lt a g e .   W it h   th e   v a r y in g   lo w   in p u v o lt a g e s,   th e   o u t p u o f   DC - DC  c o n v e rter  r e m a in sa m e   a n d   d o e n o c h a n g e .   A   sta te   sp a c e   m o d e o f   th e   c o n v e rter  is  a lso   p re se n ted   in   th e   p a p e r.   T h i c o n sta n o u t p u v o l tag e   is  o b tain e d   b y   c lo se   lo o p   c o n tro o f   c o n v e rter  u sin g   P ID  c o n tro ll e r.   Hig h   v o l tag e   g a in   o f   1 0   is   o b tain e d   w it h o u t   u se   o f   tran sf o r m e r.   A ll   th e   sim u latio n s are   d o n e   in   M ATLA B - S IM UL IN K en v iro n m e n t.   K ey w o r d :   DC - DC   co n v er ter   Hig h   v o lta g g ai n   P I c o n tr o ller     State  s p ac m o d elli n g   Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L o p a m u d r Mitr a,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   KI I T     Un iv er s it y ,   P atia,   B h u b an es w ar   7 5 1 0 2 4 ,   I n d ia .   E m ail:  m itra lo p a2 0 1 1 @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   As  t h er is   s teep   r is in   co s t s   an d   li m itatio n   o n   av ailab il it y     o f   n o n - r en e w ab le   en er g y   s o u r ce s ,   h a s   led   to   th d ev e lo p m en o f   r en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   s u ch   as   p h o to v o ltaic   ( P V)   m o d u les,  w i n d   e n er g y   s y s te m s ,   f u el  ce ll s   etc.   P o w e r   co n d itio n in g   s y s te m s   ( P C S )   b ec o m an   i n teg r al  p ar o f   r en e w ab le  e n er g y   s y s te m s .   A s   t h ese  s o u r ce s   ar n o d is p atch   ab le  an d   th p o w er   o u tp u ca n n o b co n tr o lled .   A s   th d i f f er e n t   o u tp u v o lta g es  ar o b tai n ed   f r o m   th P p an el  d u to   v ar y i n g   ir r ad ian ce   an d   te m p e r atu r e,   it  w o u ld   b b en ef icia l to   h a v s y s te m   w i th   h i g h   e f f icie n c y   o v er   t h e n tire   P v o lta g r an g to   m a x i m ize  t h u s o f   t h P d u r in g   d i f f er en o p er atin g   co n d itio n s .   An o th er   i m p o r tan p ar P s y s te m   i s   t h d c - d co n v er ter   f o r   w h ic h   s h o u ld   n o o n l y   in cr ea s th v o lta g b u also   b ab le  to   im p le m en m a x i m u m   p o w er   p o in tr ac k i n g   ( MP PT) .   T h ab ilit y   to   i m p le m en MP P T   f o r   an   in d i v id u al  P p an el  w o u ld   e n s u r t h at  lar g n u m b er   o f   P V   co u ld   m ai n tai n   m a x i m u m   p o w er   o u tp u f r o m   ea ch   p a n el  w it h o u in ter f er i n g   w i th   t h o th er   p an els  i n   t h s y s te m .   I n   th i s   p ap er   o p e r atio n   o f   s i n g le  s w itc h ed   tr an s f o r m er - le s s   d c d co n v er ter   w it h   P I co n tr o ller   is   p r esen ted   to   ac h iev co n s tan o u tp u v o lta g o v er   w id in p u t   v o lta g r an g es,  as  co n tr o lle r   f o r m s   an   i n te g r al   p ar t o f   s u ch   s y s te m s .       2.   DE S I G O F   T H E   P RO P O S E DC - DC  CO NV E R T E R   No w ad a y s ,   P V   s y s te m s   h as   h ig h   p o w er   r ati n g   w h ich   h a s   2 0 0   MW   an d   in cr ea s in g .   T h is   r eq u ir es   p o w er   co n v er ter s   w it h   h i g h er   p o w er   r atin g   an d   h i g h er   v o ltag le v el,   s o   h i g h   b o o s r atio   co n v er ter s   ar r eq u ir ed .   So   s i n g le  s w itc h ed   in d u cto r   ca p ac ito r   co u p led   h i g h - v o ltag e - g ai n   D C /D C   co n v er ter   is   p r o p o s ed   as   s o lu tio n   i n   t h is   p ap er   [ 1 ] , [ 5 ] .   T h eo r etica ll y ,   b o o s co n v er ter   i s   ab le  to   p r o v id h ig h - v o lta g e - g ai n   w i t h   ex tr e m e l y   h i g h   d u t y   c y c le.   I n   p r ac tice,   h o w e v er ,   th v o lta g e   g ai n   o f   t h b o o s co n v er ter   is   li m i ted   b ec au s o f   th lo s s e s   ass o ciate d   w it h   t h p o w er   d ev ices a n d   t h p ass i v e   ele m en ts   s u c h   as t h in d u cto r   an d   th ca p ac ito r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       S in g le  S w itch ed   N o n - i s o la te d   Hig h   Ga in   C o n ve r ter ( Lo p a mu d r a   Mit r a )   21   Mo r eo v er ,   h ig h   d u t y   c y cl r e s u lt s   i n   s er io u s   r ev er s e - r ec o v er y   p r o b le m s   an d   i n cr ea s es  t h r atin g   o f   d ev ices.  I n   o r d er   to   d ea w it h   co n v er s io n   e f f icie n c y   a n d   th v o lta g g ain   i s s u o f   t h e   b o o s co n v er ter ,   r elativ el y   lar g v ar iet y   o f   h ig h - v o lta g e - g ai n   co n v er t er   to p o lo g ies   h a s   b ee n   p r o p o s ed   [1 ] , [ 6 ] , [ 7 ] .   T h er ar m an y   to p o lo g ies  w h er it   u s e s   h ig h   f r eq u e n c y   tr an s f o r m er   an d   m a n y   s w itc h es  h a v i n g   h i g h   s w i tch i n g   s tr ess .   Ag ai n   t h u s o f   h i g h   f r eq u en c y   tr a n s f o r m er   f o r   h i g h   v o ltag g ai n   h as  s o m l i m i t atio n s   a s   p ar asit ic   ca p ac itan ce   ca n   b e   lar g s o u r ce   o f   lo s s   in   tr a n s f o r m er .   T h leak ag i n d u c tan ce   o f   tr an s f o r m er   o f te n   ca u s e s   v o ltag s p ik e s   d u r i n g   s w itc h i n g   ev e n t s   an d   w h ic h   i n cr ea s es  w it h   i n cr ea s i n   o p er atin g   v o lt ag e.   Vo ltag d r o p s   ac r o s s   leak a g r ea ctan ce   o f te n   r esu lts   i n   u n d es ir ab le  s u p p l y   r eg u la tio n   w it h   v ar y i n g   tr an s f o r m er   lo ad .   I n   ad d itio n ,   r ed u cin g   t h s ize   o f   m a g n e tic  m a ter ial  th r o u g h   h ig h er   o p er atin g   f r eq u e n c y   i s   h i n d er ed   f o r   h i g h er   v o lta g ap p licatio n s   d u to   in s u latio n   r eq u ir e m en ts .   A   tr a n s f o r m er - les s   c o n v er ter   s h o u ld   b e   co n s id er ed   to   av o id   t h d if f ic u ltie s   o f   h i g h   v o ltag e   tr an s f o r m er   [ 8 ] - [ 16] .   T h p r o p o s ed   c o n v er ter   i s   s h o w n   i n   Fig u r 2   w h ich   co n s i s ts   o f   S 1   is   t h   MO SF E T   s w itc h D 1   is   t h cla m p in g   d io d e,   w h ic h   p r o v id es  cu r r en t   p ath   f o r   th i n d u cto r   L m   w h e n   S 1   is   OFF,  C ca p t u r es  th l ea k ag e n er g y   f r o m   th i n d u c t o r   L m   a n d   tr an s f er s   it  to   th r eso n an ca p ac ito r   Cr  b y   m ea n s   o f   r eso n an cir c u it  co m p o s ed   o f   C Cr  Lr   ,   an d   Dr  Lr   is   a   r eso n an i n d u cto r ,   w h ic h   o p er ates  in   t h r eso n a n m o d e;  an d   Dr  is   d io d u s ed   to   p r o v id an   u n id ir ec tio n al   cu r r en f lo w   p at h   f o r   t h o p er atio n   o f   t h r eso n an t   p o r tio n   o f   t h c ir cu it.   C r   i s   r e s o n a n ca p ac ito r .   Do   is   t h e   o u tp u t d io d an d   C o   is   th o u t p u t c ap ac ito r .   R o   is   th eq u iv a len t r esi s ti v lo ad .           Fig u r 1 .   T h co m p lete  s y s te m           Fig u r 2 .   Sin g le  S w itc h ed   I n d u c to r   C ap ac ito r   C o u p led   C o n v er ter       2 . 1 .   M o des   o f   O pera t io n         Fig u r 3 .   Mo d e - I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 7     20     30   22   I n   th i s   m o d e,   MO SF E T   S 1   is   s w itc h ed   ON,   th in d u cto r   is   ch ar g ed   b y   in p u v o lta g e,   C r   is   ch ar g ed   b y   C c.   T h e n er g y   ca p t u r ed   b y   C c   is   tr an s f er r ed   to   Cr ,   wh ich   i n   t u r n   is   tr an s f er r ed   to   th lo ad   d u r i n g   t h e     o f f - ti m o f   t h MO SF E T .   T h r eso n an c u r r en to g eth er   with   t h in d u cto r   cu r r en t   f o r m s   th c u r r en t   in   t h s w itc h .           Fig u r 4 Mo d e - II       I n   m o d e - I I   MO SF E T   S 1   is   tu r n ed   OFF,  th cla m p in g   d io d D 1   is   tu r n ed   ON  b y   th lea k a g en er g y   s to r ed   in   th in d u cto r   d u r in g   ON  ti m o f   t h s w itc h   an d   t h e   ca p ac ito r   C is   ch ar g ed   w h ic h   ca u s e s   th v o ltag e   o n   th MO S FET   to   b clam p ed .           Fig u r 5 .   Mo d e -   III       I n   m o d e - I I I   as  th ca p ac ito r   C g o ch ar g ed   s o   th at  t h o u tp u d io d Do   is   f o r w ar d   b iased .   T h e   en er g y   s to r ed   in   th i n d u c to r   an d   ca p ac ito r   C is   b ein g   t r an s f er r ed   to   th lo ad   an d   th cla m p   d io d D1   co n tin u es to   co n d u ct  w h ile  C c   r em a in s   ch ar g ed .           Fig u r 6 .    Mo d e - IV       I n   m o d e - I d io d D1   is   r ev er s ed   b iased   an d   as  r es u lt,   th e n er g y   s to r ed   in   i n d u c t o r   an d   in   ca p ac ito r   C r   is   s i m u l tan eo u s l y   tr an s f er r ed   to   th lo ad .   T h ca p ac ito r   C r   is   ch ar g ed   to   s a tis f y   t h b alan ce   o f   th ch ar g in   s tead y   s tate  o p er atio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       S in g le  S w itch ed   N o n - i s o la te d   Hig h   Ga in   C o n ve r ter ( Lo p a mu d r a   Mit r a )   23       Fig u r 7 .   M ode - V       I n   m o d e - th M OSFET   S1   is   tu r n ed   ON  ag a in   a n d   th o u tp u d io d Do   w ill  b r ev er s e d   b iased   at  th en d   o f   t h is   m o d th e n   th n ex s w itc h i n g   c y cle  s tar t s .       3.   ST A T E   SP ACE M O DE L   O F   T H E   P RO P O SE CO N V E RT E R   W h en   t h s w itc h   is   ON                                ( 1 )                                                                                                                                                 State  s p ac r ep r esen tatio n         So   eq u atio n   ( 1 )   b ec o m es,                                                                                                                                                                                                                                                                                                   ( 2 )         L et  C c= C 1 ,   C r   =C2 ,   C o C 3 ,   R o =R2   an d     in d u cto r   L 2   co n n ec ted   w it h   lo ad   ( ass u m p tio n   f o r   ca lcu latio n )                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    ( 3 )   1 0 in m dI VL dt  5 4 2 4 3 2 2 3 2 2 1 2 1 1 1 1 1 x x I x x q I x q x I x x q I x q 1 in m V I L 1 in m V x L  0 1 1 1 1 2 1 1 1 1 dt dI L dt I C dt dI L dt I C m 1 1 1 1 12 0 q dI q L C dt C 1 1 1 1 12 0 q q dI L C C dt 1 1 1 2 1 1 1 d I q q d t C L C L Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 7     20     30   24                                                                                                                                                      ( 4 )                                                                                                                                                                                                                                      ( 5 )                                                                                                                                                                                                                                                                              ( 6 )                                                                                                                                                                                                                         T h e   o u tp u t Y   is                                                                                                               ( 7 )                                                                                                                                                                                                                                                 W h en   t h s w itc h   is   OFF,   L et  R   is   t h r esis ta n ce   o f   t h i n d u c to r   L m                                                                               ( 8 )                                                                                  ( 9 )                                                                                                                                                                             ( 1 0 )                                                                                                                       21 2 1 2 1 CC x L C C  0 1 2 2 2 2 2 3 I R dt dI L dt I C 0 4 2 4 2 3 2 x R x L C q 2 4 2 3 2 3 4 2 L x R C L x x L 2 4 2 3 2 3 4 L x R C L x x 2 2 R I Y 4 2 x R Y 0 ) ( 1 1 2 1 3 1 2 1 1 dt I I C dt I C dt dI L RI V i n m 0 ) ( 3 2 1 2 1 1 1 C q q C q dt dI L RI V i n m 0 ) ( 1 2 1 3 2 1 1 2 x x C C x x L Rx V i n m 1 1 2 2 3 3 1 1 1 m m m m m Vin R x x x L L C L C L C L 3 2 3 1 1 2 2 3 3 1 m m m C C R C V in x x x L L C C L C  0 ) ( 1 1 2 3 2 2 2 2 dt I I C R I dt dI L 0 3 1 3 2 4 2 4 2 C q C q x R x L 0 3 1 3 3 4 2 4 2 C x C x x R x L 3 1 3 3 4 2 4 2 C x C x x R x L Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       S in g le  S w itch ed   N o n - i s o la te d   Hig h   Ga in   C o n ve r ter ( Lo p a mu d r a   Mit r a )   25                                                                                               ( 1 1 )                                                                                                                                                                                         T h o u tp u t Y   is                                                                                                                                      ( 1 2 )                                                                                                                                                                                                                                                              So ,   th s tate  s p ac m o d el  d u r i n g   O co n d itio n   i s ,                                                                                                  ( 1 3 )                                                                                                                                           ( 1 4 )     T h s tate  s p ac m o d el  d u r in g   OFF co n d itio n   is ,                                                                (1 5 )                                                                                                                                                     (1 6 )     T h ab o v s tate  m o d el  is   u s ed   to   f o r   d esig n   o f   P I co n tr o ller   b y   s Sate  Sp ac A v er a g i n g   T ec h n iq u e.     3 . 1 .   Sta t Sp a ce   Av er a g ing   T ec hn iqu e   T h s tate  s p ac m o d el  is   u s ed   in   d esig n   o f   t h co n v er t er   [ 1 7 ] - [ 20] B y   u s i n g   th s tate  s p ac e   av er ag i n g   ( SS A )   tech n iq u th av er ag ed   m atr ice s   ar o b tain ed   as     1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 ) 1 2 ( 1 ) A A d A d B B d B d C C d C d D D d D d     T h co n tr o l tr an s f er   f u n ctio n   i s   d ef i n ed   as th r atio   o f   o u tp u t   v o ltag to   d u t y   r atio   an d   it is   o b tain ed   as     3 2 1 3 2 3 2 4 2 4 C L x C L x L x R x 2 2 R I Y 4 2 x R Y 11 21 1 1 2 22 33 44 2 2 3 2 0 1 0 0 1 () 0 0 0 ( 0 0 0 0 1 0 1 00 0 m in xx CC L L C C xx V xx xx R L C L                   4 3 2 1 2 ] 0 0 0 [ x x x x R Y 3 2 3 2 3 3 11 22 33 44 2 2 3 2 3 2 ( ) 1 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 11 0 0 mm m C C RC C C L L C xx L xx Vi n xx xx R L C L C L                     4 3 2 1 2 ] 0 0 0 [ x x x x R Y Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 7     20     30   26                                                                                      ( 1 6 )     W h er                                                                                                                                                 ( 1 7 )     Fro m   th s tate  s p ac r ep r esen t atio n   o f   th m o d el  b y   u s i n g   MA T L A B   P r o g r am   t h r o o l o cu s   p lo o f   th co n v er ter   is   o b tain ed   a n d   f r o m   t h r o o lo cu s   p lo c r itical  g ai n   K c   a n d   cr itical  ti m p er io d   T c   w as   o b tain ed .   Z ieg ler   Nic h o ls   m e th o d   is   u s ed   to   tu n p ar a m et er s   o f   th P I co n tr o ller .   T h Z ieg ler Nich o ls   tu n in g   m et h o d   is   h e u r is tic   m et h o d   o f   t u n i n g   P I co n tr o ller .   M A T L A B /. m   f ile  p r o g r a m   i s   w r i tten   to   o b tain   th r o o t lo cu s   p lo t o f   th p r o p o s ed   co n v er ter   u s i n g   S S A   tec h n iq u e.           Fig u r 8 .   R o o t L o cu s   P lo t o f   t h co n v er ter   w it h o u t c o n tr o lle r       Z ie g ler   a n d   Nic h o ls   s u g g este d   r u les  f o r   t u n in g   P I co n tr o ller s   r eq u ir ed   to   s et   v al u e s   o f   Kp ,   T i,    an d   T d   [ 1 8 ] - [ 2 0 ] .       T ab le  1 .   T a b le  f o r   tu n i n g   o f   p ar a m eter s   o f   co n tr o ller   B y   Z ie g ler   Nich o l s   Me th o d             W h er K c   is   th cr itical  g ain Her f o r   th p r o p o s ed   c o n v er t er   w w ill  u s P I co n tr o ller .   So ,   th p ar am eter s   ar e     c p K K 6 . 0           c i T T 5 . 0   7 0 . 3 6 8 5 1 0 i T s ec o n d s .                                                                                                                                                                                                     c d T T 1 2 5 . 0   7 0 . 0 9 2 1 1 0 d T     s ec o n d s .                                                                                                                                                                                                 d p d i p i T K K T K K ,               X A A A SI C s d s Vo ) 2 1 ( ) ( ) ( ) ( 1 in V B A X 1 - 1 . 5 -1 - 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 x   1 0 8 -2 -1 0 1 2 3 x   1 0 8 R o o t   L o c u s R e a l   A x i s I m a g i n a r y   A x i s Ty p e   o f   C o n t r o l l e r   K p   T i   T d   P   0 . 5   K c     0   PI   0 . 4 5 K c   0 . 8 2 T c   0   P I D   0 . 6   K c   0 . 5 T c   0 . 1 2 5   T c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       S in g le  S w itch ed   N o n - i s o la te d   Hig h   Ga in   C o n ve r ter ( Lo p a mu d r a   Mit r a )   27   4.   SI M UL AT I O A ND  RE SU L T S   Fro m   t h v o lta g b ala n ce   eq u atio n   o f   t h co n v er ter   t h p ar a m eter s   ar o b tain ed .   T h ese  p ar a m eter s   ar u s ed   f o r   t h d esi g n   o f   t h co n v er ter .   T h s i m u latio n   r esu lt   s h o w s   v o ltag g ai n   o f   1 0   is   o b tain ed   f o r   d if f er e n t i n   v o lta g es.  T h o u tp u t v o lta g w a v ef o r m s   ar also   s h o w n   w it h   an d   w it h o u t c o n tr o ller .     V in  =3 0 V,   L 1 =2 . 2 x 1 0 - 6   H,   C 1 =2 0 x 1 0 - 6   F,  C 2 =1 x 1 0 - 6 F,  C 3 =3 3 x 1 0 - 6 F,  L m =1 8 x 1 0 -           Fig u r 9 .   Si m u latio n   Diag r a m   o f   th co m p lete  S y s te m       I n   t h is   w o r k   P I co n tr o ller   i s   u s ed   to   k ee p   t h o u tp u t   v o ltag co n s ta n t,  w it h o u co n tr o ller   h i g h   v o ltag e   g ai n   o f   1 0   i s   o b tain ed   f o r   d i f f er e n i n p u ts ,   w h ic h   i s   s h o w n   in   th e   ab o v s i m u la ti o n   r es u lts   i n   F i g u r 1 0   to   1 2 .   T h f o llo w i n g   s i m u latio n   r esu l ts   s h o w   th o u tp u t   v o ltag o f   t h p r o p o s ed   co n v er ter   f o r   d if f er e n in p u v o ltag u s in g   P I co n tr o ller .           Fig u r 1 0 .   Ou tp u t V o lta g o f   t h co n v er ter   i s   3 0 0 f o r   in p u t   v o ltag o f   3 0   w it h o u t c o n tr o ller     C o n t i n u o u s v + - V o lt a g e   M e a s u r e m e n t S co p e 3 S co p e R e p e a t i n g S e q u e n ce <= R e l a t i o n a l O p e r a t o r R5 R2 P u l s e G e n e r a t o r P I D ( s ) P I D   C o n t r o l l e r g m D S M o s f e t Lm L2 L1 3 0 0 . 3 D i s p l a y m a k D io d e 2 m a k D io d e 1 m a k D io d e D C   V o lt a g e   S o u r c e i + - C u r r e n t   M e a s u r e m e n t 1 300 C o n s t a n t C4 C3 C2 C1 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 7     20     30   28       F ig u r 1 1 .   Ou tp u t V o lta g o f   t h co n v er ter   i s   2 5 0   f o r   in p u t v o ltag o f     2 5   w it h o u t c o n tr o ller           Fig u r 1 2 .   Ou tp u t V o lta g o f   t h co n v er ter   i s   2 0 0 f o r   in p u t   v o ltag o f   2 0   w it h o u t c o n tr o ller           Fig u r 1 3 .   Ou tp u t V o lta g o f   t h co n v er ter   i s   2 9 9 . 8 f o r   in p u t v o lta g o f   3 0   w ith   co n tr o ller         F ig u r 1 4 .     Ou tp u t V o ltag o f   th co n v er ter   i s   2 9 9 . 8 f o r   in p u t v o lta g o f   2 5   w it h   co n tr o ller     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       S in g le  S w itch ed   N o n - i s o la te d   Hig h   Ga in   C o n ve r ter ( Lo p a mu d r a   Mit r a )   29   T ab le  2.   Ou tp u t V o ltag o f   t h e   C o n v er ter   w it h   v ar iatio n   i n     i n p u t   v o ltag e                 5.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   w o r k   n e w   h i g h   v o lta g g ai n   d c -   d co n v er ter   is   p r o p o s ed   w h ich   ca n   b u s ed   w it h   P ar r ay   to   g et  h ig h   o u tp u v o ltag o f   2 9 9 . 8 f o r   lo w   i n p u t   v o lta g e .   T h n e w   to p o lo g y   u s es  o n l y   o n s w itc h   h en ce   r ed u ce s   t h s w i tch   s tr es s   a s   well  as  i d o esn u s an y   h i g h   f r eq u en c y   tr an s f o r m er   f o r   h ig h   v o ltag e   g ai n   a n d   all  th li m itat io n s   o f   h i g h   f r eq u en c y   tr an s f o r m er s   ar o v er co m e.   I n   o r d er   to   k ee p   th o u tp u t v o ltag co n s ta n t a   co n tr o ller   h as   b ee n   d esi g n ed .   Fo r   an y   ch a n g i n   t h i n p u v o ltag e,   t h o u tp u v o ltag r e m ain s   co n s ta n t,  s o   th e   d esig n   o f   th P I co n tr o ller   i s   f o u n d   to   b o p tim u m .   As  h ig h   v o lta g g ai n   is   o b tain ed   th is   ca n   b co u p led   w it h   P ar r ay   an d   o u tp u v o ltag is   m a in ta in ed   co n s ta n with   th h elp   o f   th co n tr o ller ,   h en ce   t h p r o p o s e d   co n v er ter   ca n   b u s ed   in   d if f er en s tan d alo n e   ap p licatio n s   s p ec iall y   w h er o u tp u v o lta g v ar iatio n s   is   n o t   r eq u ir ed .   Mo s o f   th e   h i g h   g a in   d c - d co n v er ter s   e m p lo y   h i g h   f r eq u en c y   tr a n s f o r m er   to   a ch iev e   t h v o ltag e   g ain   lead i n g   to   th i n cr ea s o f   s ize,   w ei g h an d   co s o f   t h co n v er ter .   Ma n y   to p o lo g ies  also   co m b i n t w o   to p o lo g ies  w ith   r eso n an cir cu it  to   ac h ie v h i g h   g ai n   as  well  as  h i g h   ef f ic ien c y   at  t h ex p en s o f   n u m b er   o f   s w itc h es.  So m to p o lo g ies  al s o   u s m u ltip lier   ce lls   to   i n cr ea s t h v o ltag e   tr an s f o r m atio n   r atio   w it h   i n cr ea s e   o f   s w i tch   co u n t.  Ot h er   to p o lo g ies   also   u s e   in ter leav ed   tec h n o lo g y   a n d   o v er lap p in g   g ati n g   s ig n al s   w h ic h   lead s   to   th co m p le x it y   o f   t h g ati n g   cir cu its .   I n   t w o   tr a n s f o r m er   to p o lo g y ,   t w o   tr an s f o r m er s   a r u s ed   to   i n cr ea s e   th v o lta g g ain   a n d   ef f icie n c y   h e n ce   i n cr ea s i n g   t h v o lu m an d   r ed u ci n g   th p o w er   d en s it y . Hen ce   t h e   p r o p o s ed   h ig h   g ai n   co n v er ter   w it h   s in g le  s w itch   ca n   b e m p lo y ed   to   P s y s te m s   to   o b tain   h ig h   v o ltag e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   W .   H.  L a n d   X .   N.  He ,   Re v ie w   o f   n o n - iso late d   h ig h   ste p - u p   DC/DC  c o n v e rters   in   p h o to v o lt a i c   g rid - c o n n e c ted   a p p li c a ti o n s,”  IEE E   T ra n s.  I n d .   E lec tro n . ,   v o l /i ss u e :   58 ( 4 ) ,   p p .   1 2 3 9 1 2 5 0 ,   2 0 1 1 .   [2 ]   J.   S .   L a i,   P o w e c o n d it io n in g   c ir c u it   to p o lo g ies ,   IEE I n d .   El e c tr o n .   M a g . ,   v o l /i ss u e :   3 ( 2 ) ,   p p .   2 4 3 4 ,   2 0 0 9 .   [3 ]   S .   K.  Ch a n g ,   e a l. ,   No v e h ig h   ste p - u p   DC DC  c o n v e rter  f o f u e c e ll   e n e rg y   c o n v e rsio n   sy ste m ,   IEE T ra n s .   Po we r E lec tro n ,   v o l /i ss u e :   57 ( 6 ) ,   p p .   2 0 0 7 2 0 1 7 ,   2 0 1 0 .   [4 ]   K.  B.   P a rk ,   e a l. ,   No n iso late d   h ig h   ste p - u p   sta c k e d   c o n v e rter  b a se d   o n   b o o st - in teg ra ted   iso late d   c o n v e rter,”  IEE E   T ra n s.  Po we r E lec tro n ics ,   v o l /i ss u e :   26 ( 2 ) ,   p p .   5 7 7 5 8 7 ,   2 0 1 1 .   [5 ]   Y.  P .   Hs ieh ,   e a l. ,   A   n o v e h ig h   ste p - u p   DC DC  c o n v e rter  f o a   m icro g rid   s y ste m ,   IEE T ra n s.  Po we El e c tro n v ol /i ss u e :   26 ( 4 ) ,   p p .   1 1 2 7 1 1 3 6 ,   2 0 1 1 .   [6 ]   S.   Cu k ,   S tep - d o w n   c o n v e rter  h a v in g   a   re so n a n i n d u c to r ,   a   re s o n a n t   c a p a c it o a n d   a   h y b rid   tra n sf o rm e r,   U.S .   P a ten t ,   v o l.   7 ,   p p .     9 1 5 , 8 7 4 ,   2 0 1 1 .   [7 ]   Q.  Zh a o   a n d   F .   C.   L e e ,   Hig h - e fficie n c y ,   h ig h   ste p - u p   d c d c   c o n v e rters ,   IEE T ra n sa c ti o n   o n   P o we El e c tro n ics v ol /i ss u e :   18 ( 1 ) ,   p p .   6 5 7 3 ,   2 0 0 3 .   [8 ]   D.  M a k si m o v ic  a n d   S .   Cu k ,   S w it c h in g   c o n v e rters   w it h   w id e   DC  c o n v e rsio n   ra n g e ,   IEE T ra n s.  Po we r   El e c tro n ics v ol /i ss u e :   6 ( 1 ) ,   p p .   1 5 1 1 5 7 ,   1 9 9 1 .   [9 ]   Q.  L a n d   P .   W o lf s,  A   re v ie w   o f   th e   sin g le  p h a se   p h o t o v o lt a ic  m o d u le  i n teg ra ted   c o n v e rter  to p o lo g ies   w it h   th re e   d if fe re n DC l in k   c o n f ig u ra ti o n s,”  IEE T r a n sa c ti o n   o n   I n d .   El e c tro n ics v ol / issu e :   23 ( 23 ) ,   p p .   1 3 2 0 1 3 3 3 ,   2 0 0 8 .   [1 0 ]   J.   M .   Kw o n   a n d   B.   H.   Kw o n ,   Hig h   ste p - u p   a c ti v e - c la m p   c o n v e rter  w it h   in p u t - c u rre n t   d o u b ler  a n d   o u t p u t - v o lt a g e   d o u b ler  f o f u e c e ll   p o w e s y st e m s,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we El e c tro n ics v ol /i ss u e :   24 ( 1 ) ,   p p .   1 0 8 - 1 1 5 ,   2 0 0 9 .   [1 1 ]   J.   L iu ,   e a l. De sig n   o h ig h   v o lt a g e ,   h ig h   p o we a n d   h ig h   fre q u e n c y   tra n sfo rm e in   lc  re so n a n t   c o n v e rte r ,   in   A p p li e d   P o w e El e c tro n ics   Co n f e re n c e   a n d   Ex p o si ti o n ,   2 0 0 9 .   A P E C2 0 0 9 .   T w e n t y - F o u rth   A n n u a I EE E,   p p .   1 0 3 4 1 0 3 8 ,   2 0 0 9 .     [1 2 ]   G .   G a n e s a n   R   a n d   M .   P ra b h a k a r,   M u lt i - L e v e DC - DC  Co n v e rter  f o Hig h   G a in   A p p li c a ti o n s , ”  In ter n a ti o n a l   J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m ( I J PE DS ) v ol /i ss u e :   3 ( 4 ),   p p .   3 6 5 - 3 7 3 ,   2 0 1 3 .   [1 3 ]   Ko d a n d a   R R   P   S   B,   M .   V .   G .   Ra o ,   Op e ra ti o n   a n d   C o n t ro o f   G rid   Co n n e c ted   Hy b rid   A C/ DC  M icro g rid   u sin g   V a rio u RES ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ( IJ PE DS ) ,   v ol / issu e :   5 ( 2 ) ,   p p .   195 - 2 0 2 ,   2 0 1 4 .   [1 4 ]   H .   S h a rm a ,   e a l. ,   De v e lo p m e n a n d   S im u latio n   o f   S tan d   A lo n e   P h o to v o l t a ic  M o d e Us in g   M a tl a b /S im u li n k ,   In ter n a t io n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m ( IJ PE DS ) v ol / issu e :   6 ( 4 ) ,   p p .   7 0 3 - 7 1 1 2 0 1 5 .   [1 5 ]   V .   Ra m e sh   a n d   Y.  K Lath a ,   Co m p a riso n   b e tw e e n   a n   In terle a v e d   Bo o st  Co n v e rter  a n d    CUK   Co n v e rter  F e d   BL DC  m o to r ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   D ri v e   S y ste ( IJ PE DS ) ,   v ol /i ss u e :   6 ( 3 ) ,   p p .   5 9 4 - 6 0 2 ,   2 0 1 5 .   S l .   N o .   I n p u t   v o l t a g e   o f   t h e   C o n v e r t e r   O u t p u t   v o l t a g e   o f   t h e   C o n v e r t e r   1   30V   2 9 9 . 8 V   2   25V   2 9 9 . 8 V   3   20V   2 9 9 . 3   V   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.