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 .   4 Dec em b er   2017 ,   p p .   1 9 4 8 ~ 1 9 5 3   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 4 . pp 1 9 4 8 - 1953          1948       J o ur na l 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   A St u dy  on 3 - pha se Interleav ed  DC - DC Bo o st  Co nv erte Struct ure and  Op eratio n f o r Inp ut  Curren St ress  R eduction       M .   A.   H a rim o n 1 ,   A.   P o nn ira n 2 ,   A.   N.   K a s ira n 3 ,   H .   H .   H a m za h 4   F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic E n g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T u n   H u ss e in   On n   M a lay sia ,   M a la y si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 3 0 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Oct  1 1 2 0 1 7   A cc ep ted   Oct  3 0 ,   2 0 1 7     T h is  p a p e a n a ly se a   3 - p h a se   in terle a v e d   DC - DC  b o o st  c o n v e r ter  f o th e   c o n v e rsio n   o f   lo w   in p u v o lt a g e   w it h   h ig h   in p u c u rre n t   to   h ig h e DC  o u t p u t   v o lt a g e .   T h e   o p e ra ti o n   o f   t h e   3 - p h a se   in terle a v e d   DC - DC  b o o st   c o n v e rter  w it h   m u lt i - p a ra ll e o f   b o o st  c o n v e rt e rs  is  c o n tro ll e d   b y   in terle a v e d   o sw it c h in g   sig n a ls  w it h   1 2 0   d e g re e p h a se - sh if ted .   T h e re f o re ,   w it h   th is  c ircu it   c o n f ig u ra io n ,   h ig h   in p u c u rre n i s ev e n l y   sh a re d   a m o n g   th e   p a ra ll e u n it s an d   c o n se q u e n tl y   th e   c u rre n stre ss   is  re d u c e d   o n   th e   c ircu it   a n d   se m ico n d u c to r   d e v ice a n d   c o n tri b u tes   re d u c ti o n   o f   o v e ra ll   lo ss e s.  T h e   si m u latio n   a n d   h a rd w a re   re su lt sh o w   th a th e   c u rre n stre ss   a n d   th e   se m ico n d u c to r   c o n d u c ti o n   lo ss e w e re   r e d u c e d   a p p r o x im a t e l y   3 3 %   a n d   3 2 % ,   re sp e c ti v e l y   in   th e   3 - p h a se   i n terle a v e d   DC - D b o o st  c o n v e rter  c o m p a re d   t o   t h e   c o n v e n ti o n a DC - DC  b o o st  c o n v e rters .   F u rth e rm o re ,   th e   u se   o f   i n terle a v in g   tec h n iq u e   w it h   c o n ti n u o u c o n d u c ti o n   m o d e   o n   DC - DC  b o o st  c o n v e rters   is   re d u c in g   in p u c u rre n a n d   o u t p u v o lt a g e   rip p les   to   in c re a se   re li a b il it y   a n d   e ff ici e n c y   o f   b o o st co n v e rters .     K ey w o r d :   C h o p p er     C u r r en t stre s s   I n d u cto r   I n ter leav ed   b o o s t c o n v er ter   Mu ltip h ase  b o o s t c o n v er ter   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 :   A .   P o n n ir a n ,   Facu lt y   o f   E lectr ical  a n d   E lect r o n ic  E n g i n ee r i n g ,     Un i v er s iti T u n   H u s s ei n   On n   Ma la y s ia,     8 6 4 0 0   P a r it R aj a,   J o h o r ,   Ma la y s ia,     E m ail: a s m ar @ u th m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   r ec en y ea r s ,   r e n e w ab le  en er g y   ( R E )   i.e . ,   p h o to v o lta ic   an d   w i n d   b ec o m a n   i n cr ea s in g l y   i m p o r tan s o u r ce   o f   e n er g ie s .   Su s tai n ab le  p o w er   s o u r ce s   ar th b etter   alter n ativ es  co n tr asted   w it h   n o n - s u s tai n ab le  p o w er   s o u r ce s   s i n ce   t h e   R E   s o u r ce s   d o   n o p o llu te  s u r r o u n d i n g   en v ir o n m en t .   Ho w ev er ,   t h e   v o ltag e   le v els   o b tain ed   f r o m   t h o s e   e n er g y   s o u r ce s   ar t y p ic all y   lo w   an d   u n r eg u lated .   B es id es  th a t,  lo w   i n p u v o ltag f r o m   th RE   s o u r ce s   w il p r o d u ce   h ig h   cu r r e n w h i ch   n ee d s   to   b m an a g ed   b y   p o w er   co n v er ter   [1 - 4] Hen ce ,   s u itab le  p o w er   co n v er ter   is   r eq u ir ed   to   in cr ea s an d   r eg u la t o u tp u v o lta g le v el  w it h   h i g h   i n p u cu r r en t   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   E x is tin g   co n v en t io n al  DC - DC   b o o s co n v er ter   is   w id el y   u s ed   f o r   b o o s tin g   v er y   lo w   i n p u v o ltag to   v er y   h ig h   o u tp u v o ltag le v el  f o r   s u p p l y i n g   lo ad s   [ 7 - 11] .   Ho w e v er ,   th co n v e n tio n al  D C - DC   b o o s co n v er ter   n o ab le  to   m a n ag h i g h   i n p u c u r r en if   t h e   in p u v o lta g i s   v er y   lo w .   I n   ad d it io n ,   h i g h   in p u c u r r en t   at  lo w   v o lta g s id e   ca u s e s   i n cr ea s in g   o f   c u r r en t   s tr ess   an d   s e m ico n d u c to r   d ev ices  lo s s es   in   t h co n v er ter .   T h er ef o r e,   in ter leav i n g   tec h n i q u is   o n e   o f   th e   attr ac tiv o p tio n   to   s o lv d ec r ea s th cu r r en s tr e s s   at  lo w   v o ltag s id [ 7 ] ,   [ 1 0 ] ,   [ 1 2 ] .   T h is   is   b ec au s e,   t he   in p u t   c u r r en i s   ev e n l y   s h ar ed   ac co r d in g   to   n u m b er   o f   p h as es   co n s id er ed ,   th u s   co n s eq u en tl y   it   r ed u ce s   i n p u t   cu r r en s tr es s   an d   s e m ic o n d u cto r   lo s s es.  I n ter leav i n g   o r   g en er all y   i s   v ar iatio n   tec h n i q u o f   p ar allelin g   tech n iq u o f   m u ltip le  s w itc h i n g   ce lls   w h er t h s w i tch in g   i n s ta n t s   ar p h a s e - s h if ted   w it h   s w itc h i n g   p er io d .   T h im p le m e n tatio n   o f   in ter le av ed   DC - DC   b o o s co n v er ter   h as  s e v er al   ad v a n tag e s   s u ch   a s   r ed u cin g   cu r r en t   s tr ess ,   r ed u c i n g   i n p u t c u r r en an d   r ed u cin g   o u tp u t v o lta g r ip p le   [ 7 ] ,   [ 1 3 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   S tu d o n   3 - p h a s I n terl ea ve d   DC - DC   B o o s t Co n ve r ter S tr u ctu r a n d   O p era tio n   fo r   …. ( M.  A .   Ha r imo n )   1 949   T h is   p ap er   f o cu s es  o n   3 - p h as in ter leav ed   D C - DC   b o o s co n v er ter   d esig n   co n s id er atio n   to   r ed u ce   h ig h   c u r r en s tr ess   a lo w   v o lt ag s id e I n   ad d itio n ,   s e m ico n d u cto r   s w itc h in g   d ev ices   lo s s es   r ed u ctio n   i s   also   d is cu s s ed .   T w o   co n v er ter s ,   i.e . ,   co n v e n tio n al  a n d   3 - p h ase  in ter lea v ed   D C - DC   b o o s co n v er ter s   ar e   co n s id er ed   f o r   co m p ar is o n .   First,  p r in cip les   o f   3 - p h ase   in t er leav ed   DC - D C   b o o s co n v e r te r s   ar d escr ib ed .   T h en ,   th co n v er ter   d esig n   p r in cip le  in   ter m s   o f   p ar a m eter   s elec tio n   is   d is cu s s ed   f o r   b o th   co n v er ter s .   T h e   cu r r en s tr ess   an d   s e m ico n d u c to r   co n d u ctio n   lo s s es   ar also   d escr ib ed .   Si m u latio n   a n d   e x p er i m en tal  r es u lt s   o f   th co n v en t io n al  a n d   3 - p h ase  i n ter leav ed   D C - DC   co n v er ter s   ar an al y ze d   an d   d is c u s s ed .       2.   P RINCI P L E   O F   CO NV E R T E D E S I G   T ab le  1   s h o w s   t h i m p o r t an e x p r ess io n s   f o r   t h co n v er ter   d es ig n   p ar a m eter s   esti m atio n .   Me an w h ile,   T ab le  2   s h o w s   t h i n itial  s p ec if icat io n s   o f   t h co n v er te p ar a m eter s .   T h m i n i m u m   i n d u cto r   v alu e   m u s b ca lc u lated   b ec a u s it  w il d eter m i n w h ic h   m o d th b o o s co n v er ter   w i ll   o p er ate  w h eth er   in   co n tin u o u s   cu r r en m o d ( C C M)   o r   d is co n tin u o u s   co n d u ctio n   m o d ( DC M) .   A ll  t h p ar am eter s   th at  b ee n   ca lcu lated   ar u s ed   i n   th co n v en t io n al  D C - DC   b o o s co n v er ter   an d   3 - p h ase  i n ter leav ed   b o o s co n v er ter   f o r   s i m u lat io n   an d   h ar d w ar i m p l e m en tatio n   p u r p o s es.       T ab le  1 .   P ar am eter s   a n d   E x p r ess io n   P a r a me t e r   Ex p r e ssi o n     O u t p u t   v o l t a g e ,   V o ut   (V)   in out V D V 1 1   ( 1 )   B o o st   r a t i o   in ou t V V D 1 1   ( 2 )   I n d u c t a n c e ,   L m i n , ( H )   f R D D L 2 ) 1 ( 2 m i n   ( 3 )   C a p a c i t a n c e C m i n   ( F )   r R f D C m i n   ( 4 )       T ab le  2 I n itial P ar am eter s   P a r a me t e r   V a l u e   I n p u t   V o l t a g e ,   V in   (V)   25   O u t p u t   V o l t a g e ,   V o ut   (V)   50   S w i t c h i n g   F r e q u e n c y ,   f   ( k H z )   25   R i p p l e   f a c t o r ,   r   ( %)   1   P o w e r P   ( W )   25       3.   P RINCI P L E   O F   3 - P H ASE   I NT E RL E AV E DC - DC  B O O ST   CO NV E RT E R   O P E R AT I O N   Fig u r 1   s h o w s   t h 3 - p h a s i n ter leav ed   DC - D C   b o o s co n v e r ter   cir cu it.  T h p r o p o s ed   co n f i g u r atio n   cir cu it  co n s i s ts   o f   t h r ee   s i m il ar   b o o s in d u cto r s ,   L 1 L 2 ,   an d   L 3 ,   p o w er   s w itch e s ,   S1 ,   S2   an d   S3 ,   an d   p o w er   d io d es  D1 ,   D2 ,   an d   D3 .   E ac h   p h ase  o f   th co n v er ter   is   lin k e d   w ith   a n   o u tp u ca p ac ito r   f ilt er   C ,   an d   l o ad ,   R E ac h   p h a s e   is   s w i tch ed   w i th   s a m e   d u t y   r atio   D ,   b u t   ea c h   p h ase   i s   p h a s e - s h if t ed   by   360 / n   w h ic h   n   is   t h e   n u m b er   o f   p h a s es.  I n   t h i s   co n f ig u r at io n ,   th p h ase  s h i f i s   1 2 0 °  b et w ee n   ea ch   p h a s e.   T h in ter leav ed   cir cu it  i s   f o r m ed   b y   th r ee   i n d ep en d en t   b o o s s w itch in g   u n its .   F u n d am en tall y ,   ea ch   p h ase  o f   t h c o n v er ter   w ill   o p er ate  in   th s a m m a n n er   as  t h co n v en t io n al  b o o s co n v er ter .   T h co n tin u o u s   co n d u ctio n   m o d ( C C M)   is   s elec ted   b ec au s o f   i ts   ad v a n ta g es  t h an   th d is co n ti n u o u s   co n d u ctio n   m o d ( DC M)   a n d   it   is   s u itab le  f o r   th e   in ter lea v ed   b o o s t c o n v er ter   o p e r atio n .   Fo r   th is   in ter lea v ed   b o o s co n v er ter ,   th er ar f iv m o d es  o f   o p er atio n s .   T h f ir s m o d is   w h e n   S1 ,   S2 ,   an d   S3   clo s ed ,   th s ec o n d   m o d is   S1   clo s ed ,   S2   an d   S3   o p en ed ,   th th ir d   m o d is   S 2   clo s ed ,   S1   an d   S 3   o p en ed ,   f o u r th   m o d S3   clo s e d ,   S1   an d   S2   o p en ed   an d   last l y   S1 ,   S2 ,   an d   S3   o p en ed .   Du r i n g   th t i m o p en ed   ( t open ) ,   th ch an g o f   ti m is   ( 1 - D ) T   w h i le  d u r in g   th ti m c lo s ed   ( t closed ) ,   th ch an g o f   ti m is   DT .   Fi g u r 2   s h o w s   t h ti m i n g   d iag r a m   o f   t h s w itc h i n g   s i g n al s   w it h   1 2 0   p h ase - s h i f ted   b et w ee n   s i g n al s .   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 .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 9 4 8     1 9 5 3   1950   V i n L 1 C o u t D 2 S 1 R o u t V o u t S 2 S 3 L 2 L 3 D 3 D 1 I 3 I 2 I 1 I i n   S 2 S 3 1 2 0 º t t T h i g h S 1 t t l o w t I 1 I 2 I 3 I i n 2 T     Fig u r 1 .   3 - p h ase  i n ter leav ed   DC - DC   b o o s t c o n v er ter     Fig u r 2 .   P h ase  cu r r en ts   ( i n d u cto r   cu r en ts ) ,   in p u t c u r r en t a n d   MO SF E T s   g ate  s ig n al  w a v e f o r m s       3 . 1 .   Curre nt  Str ess   Re du ct io n   T h d esig n ed   3 - p h a s in ter lea v ed   DC - DC   b o o s co n v er ter   cir cu it  co n f i g u r atio n   h a s   s p ec ia f ea t u r e s   of   cu r r en t   s tr es s   r ed u ctio n   at  t h i n p u s id e   an d   v o ltag r ip p le  r ed u ctio n   at  t h o u tp u s id e .   T h cu r r en s tr es s   r ed u ctio n   f ea tu r i s   b en if i ted   to   m an a g h i g h   in p u c u r r en at  lo w   in p u v o ltag e.   T h i n p u c u r r en I in   in   t h e   in ter lea v ed   co n v er ter   is   th s u m   o f   th c u r r en f lo w i n g   th r o u g h   all   in d u cto r s .   T h en ,   th e   h ig h   in p u cu r r en f r o m   lo w   i n p u v o ltag ca n   b s h ar ed   am o n g   t h th r ee   p ar allel  p h ases .   T h er ef o r e,   lo w er   c u r r en r atin g   o f   th e   co n v er ter   co m p o n en t s   ca n   b co n s id er ed .   B esid es,  t h a v er ag o f   t h i n d u cto r   c u r r en t s   I 1 I 2   an d   I 3   ar e v e n l y   d is tr ib u ted   w it h   th p h a s s h i f o f   1 2 0 º   b ec au s th p o w er   s w itc h e s   S1 ,   S2   an d   S3   o p e r ates  in   in ter l ea v ed   m an n er   w i th   s a m d u t y   c y cle,   D .   A s   r es u lt,  t h i n p u cu r r en a n d   o u tp u v o ltag e   r ip p le  w il b lo w er   d u e   to   r ip p le  ca n ce llatio n .   Fi g u r 2   s h o w   th ti m i n g   d iag r a m   o f   s witch i n g   s i g n al s .       3 . 2 .   Se m ico nd uct o Co nd uct io L o s   Reduct io n   P in cip all y ,   h ig h   c u r r en s tr ess   w i ll  g iv b ad   r es u lts   o n   t h s e m ico n d u cto r   d ev ices  i n   b o o s co n v er ter   cir cu it.  T h co n d u ctio n   lo s s   of   th MO SF E T   is   ex p r ess ed   as  f o llo w s :     DT R I P ON DS DS c o n d ) ( 2                 ( 5 )     w h er P cond   is   th co n d u c tio n   lo s s ,   I DS   is   t h e   co n d u ctio n   cu r r en t   an d   R DS   is   th ON - r esi s ta n ce s   o f   th MO SF E T .   Me an w h ile   D   is   t h d u t y   c y c le  a n d   T   is   t h o n e - c y c le  p er io d .   T h u s   t h co n d u ctio n   lo s s   i n   ea ch   s e m ico n d u cto r   d ev ice  is   r ed u c ed   w h e n   i n ter leav in g   s w i tch i n g   tech n iq u i s   u s ed .       4.   SI M UL AT I O A ND  E XP E RIM E NT AL   R E S U L T S   T ab le  3   s h o w s   t h s i m u lati o n   an d   e x p er i m e n tal   s p ec i f i ca tio n s   f o r   co n v e n tio n al   DC - D C   b o o s t   co n v er ter   an d   3 - p h a s in ter lea v ed   DC - DC   b o o s t c o n v er ter .       T ab le  3 Sp ec if icatio n s   S p e c i f i c a t i o n   V a l u e   I n p u t   v o l t a g e / O u t p u t   v o l t a g e ,   V in   / V ( V )   2 5 / 5 0   L o a d   R e si st a n c e ,   ( )   1 0 0   I n d u c t a n c e   ( c o n v e n t i o n a l ) ,   ( mH )   I n d u c t a n c e   ( i n t e r l e a v e d ) ,   L 1 L 2 L ( m H )   1   D u t y   C y c l e ,   D   0 . 5   B o o st   R a t i o ,   β   2   C a p a c i t a n c e ,   C   ( F)   4 7 0   O u t p u t   R i p p l e ,   r   ( %)   1   S w i t c h i n g   F r e q u e n c y ,   f   ( k H z )   25   P o w e r ,   P   ( W )   25     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   S tu d o n   3 - p h a s I n terl ea ve d   DC - DC   B o o s t Co n ve r ter S tr u ctu r a n d   O p era tio n   fo r   …. ( M.  A .   Ha r imo n )   1951   4 . 1 .   I np ut  C urre nt  a nd   O utput   Vo lt a g Ripp le   Sa m s p ec i f icatio n s   ar ap p li ed   f o r   b o th   co n v er ter s   in   th is   an al y s is .   Fro m   t h s i m u latio n   r esu lts ,   it   s h o w s   th a i n p u c u r r en a n d   o u tp u v o ltag e   r ip p les  i n   t h 3 - p h ase  in ter lea v ed   D C - D C   b o o s co n v er ter   h av e   r ed u ce d   co m p ar ed   to   th c o n v e n tio n al   DC - D C   b o o s c o n v er ter   as  s h o w n   i n   Fi g u r 3   an d   Fig u r 4 ,   r esp ec tiv el y .   T h ex p er i m e n ta r esu l ts   s h o w   a   g o o d   ag r ee m en w i th   th d e s ig n   v al u es,  i.e . ,   in p u c u r r en t   an d   o u tp u v o lta g r ip p les  as  s h o w n   in   Fi g u r 5   an d   Fig u r 6 ,   r esp ec tiv el y .   T h er ef o r e,   it  is   p r o v ed   th at  th in p u cu r r en an d   o u tp u v o lta g r i p p les  ar g r ea tl y   r ed u ce d   in   th 3 - p h a s in ter leav ed   DC - DC   b o o s co n v er ter   co m p ar ed   to   th co n v en tio n al  DC - DC   b o o s t c o n v er ter .               Fig u r 3 .   Si m u latio n   r esu l ts   o f   in p u t c u r r en t r ip p le:  ( a)   C o n v e n tio n al  D C - D C   b o o s t c o n v er ter ,   ( b )   3 - p h ase  in ter leav ed   DC - D C   b o o s t c o n v er ter     Fig u r 4 .   Si m u latio n   r esu l ts   o f   o u tp u t v o lta g r ip p le:  ( a)   C o n v e n tio n al  D C - D C   b o o s t c o n v er ter ,   ( b )   3 - p h ase  in ter leav ed   DC - DC   b o o s t c o n v er ter       0 ,   V o u t 0 ,   I i n O u t p u t   V o l t a g e   ( V ) I n p u t   V o l t a g e   ( V ) 4 0   ( s / d i v ) V i n / V o u t   ( 2 5   V / d i v ) ,   I i n   ( 5 0 0   m A / d i v ) D I i n     0 . 6   A   V o u t     5 0   V   V i n     2 5   V   I i n ( a v e )     1   A   I n p u t   C u r r e n t   ( A ) 0 ,   V i n D V o u t     0 . 2   V     0 ,   V i n ,   V o u t 0 ,   I i n O u t p u t   V o l t a g e   ( V ) I n p u t   V o l t a g e   ( V ) 4   ( s / d i v ) V i n / V o u t   ( 2 5   V / d i v ) ,   I i n   ( 5 0 0   m A / d i v ) D I i n     0 . 2   A   V o u t     5 0   V   V i n     2 5   V   I i n ( a v e )     1   A   I n p u t   C u r r e n t   ( A ) D V o u t     0 . 0 2   V     Fig u r 5 .   E x p er i m en tal  r esu lts   o f   co n v e n tio n a l D C - DC   b o o s t c o n v er ter : I n p u t c u r r en t a n d   in p u t v o lta g an d   o u tp u v o ltag e   Fig u r 6 .   E x p er i m en tal  r esu lts   o f   3 - p h ase  i n ter lea v ed   DC - DC   b o o s t c o n v er ter : I n p u t   cu r r en t,  in p u t v o lta g an d   o u tp u v o ltag e         4 . 2 .   Curre nt  Str ess   a n d Se m ico n du ct o Co nd uct io n L o s s es   Fro m   t h e x p er i m e n tal  r es u lt s   as  s h o w n   i n   Fi g u r 7   an d   Fi g u r 8 ,   cu r r en t   s tr es s   ( ea c h   p h a s e)   in   th e   3 - p h ase  i n ter lea v ed   DC - D C   b o o s co n v er ter   is   r ed u ce d   ap p r o x i m ate l y   1 /3   o f   t h i n p u c u r r en as  co m p ar ed   to   th co n v e n tio n al  D C - DC   b o o s co n v er ter .   T h is   is   d u to   th th r ee   in ter lea v i n g   cir cu i ts   a t   th e   in p u s id a n d   ca u s t h p h ase  c u r r en ts   ar ev en l y   d i s tr ib u ted .   I n   ad d itio n   cu r r en s tr ess   o n   s e m ico n d u ct o r   d ev ices  ar also   r ed u ce d   an d   lead s   to   r ed u ctio n   o n   co n d u ctio n   lo s s   o f   t h s e m ico n d u cto r   d ev ices a s   e x p r ess ed   in   ( 1 6 ) .     Fig u r 9   a n d   Fi g u r 1 0   s h o th e   r elatio n s h ip   b et w ee n   cu r r en s tr ess   a n d   n u m b er   o f   p h a s a n d   th e   r elatio n s h ip   b et w ee n   co n d u ct i o n   lo s s   an d   n u m b er   o f   p h ase,   r esp ec tiv el y .   I s h o w s   th a w h en   n u m b er   o f   p h ase  is   i n cr ea s ed ,   t h c u r r en s tr e s s   i n   e ac h   p h ase   is   r ed u ce d   ac co r d in g l y .   C o n s eq u en tl y   co n d u ctio n   lo s s   o n   s e m ico n d u cto r   d ev ices  ar a l s o   r ed u ce d .   Me an w h ile,   Fi g u r 1 1   an d   Fi g u r e   1 2   s h o w   th cu r r en t   s tr es s   o n   s e m ico n d u cto r   d ev ice s   i n   co n v en t io n al  a n d   3 - p h ase   in ter lea v ed   DC - D C   b o o s co n v er ter .   I is   o b v io u s   t h at  i n   th 3 - p h a s in ter lea v ed   DC - DC   b o o s co n v er ter   th cu r r e n s tr es s   in   r ed u ce d   ac co r d in g   to   th n u m b er   o f   p h ase.   T h er ef o r e,   it  is   s tr o n g l y   ag r ee d   t h at  b y   co n s id er in g   m u ltip h a s i n ter leav ed   D C - D C   b o o s co n v er ter ,   it   r ed u ce s   t h c u r r en t   s tr es s   at   lo w   v o lta g a n d   al s o   co n d u c tio n   lo s s es   o n   s e m ico n d u cto r   d ev ices.   T h u s   t h e   o v er all  co n v er ter   r eliab ilit y   an d   ef f icie n c y   ar i n cr ea s ed .   I in m i n   0 . 92 A I in m a x   1 . 08 A Δ I in   0 . 16 A I in m i n   0 . 75 A I in m a x   1 . 25 A Δ I in   = 0 . 5 A ( b ) ( a ) V o u t m a x   50 . 01 V V o u t m i n   49 . 986 V Δ V o u t   0 . 024 V V o u t m a x   50 . 0 V V o u t m i n   49 . 99 V Δ V o u t   0 . 01 V ( a ) ( b ) 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 .   4 Dec em b er   2 0 1 7   :   1 9 4 8     1 9 5 3   1952   0 ,   I i n 2 0   ( s / d i v ) I i n   ( 1 A / d i v ) ,   V L   ( 1 0   V / d i v ) I n d u c t o r   V o l t a g e   ( V ) 0 ,   V L I i n ( a v e )     1 . 0   A   I n p u t   C u r r e n t   ( A ) D I i n     0 . 6   A     0 ,   I 3 2 0   ( s / d i v ) I i n   ( 5 0 0   m A / d i v ) I 1 ( a v e )     0 . 3 3   A   P h a s e   1   C u r r e n t   ( A ) 0 ,   I 2 0 ,   I 1 I 2 ( a v e )     0 . 3 3   A   I 3 ( a v e )     0 . 3 3   A   P h a s e   2   C u r r e n t   ( A ) P h a s e   3   C u r r e n t   ( A )   Fig u r 7 .   I n d u cto r   cu r r en t ( s a m as i n p u t c u r r en t)   f o r   co n v e n tio n al  D C - D C   b o o s t c o n v er ter   Fig u r 8 .   I n d u cto r   cu r r en t ( ea ch   p h ase)   f o r   3 - p h ase  in ter lea v ed   DC - DC   b o o s t c o n v er ter           Fig u r 9 .   C u r r en s tr ess   a g ai n t s   n u m b er   o f   p h a s e   Fig u r 1 0 .   C o n d u ctio n   lo s s es  ag ain s n u m b er   o f   p h ase     I m e a n   = 1 . 25 A M os f e t  C ur r e nt     I in m e a n   0 . 33 A I in m e a n   0 . 33 A I in m e a n   0 . 33 A M os f e t  C ur r e nt   3 M os f e t  C ur r e nt   2 M os f e t  C ur r e nt   1     Fig u r 1 1 .   Se m ico n d u c to r   cu r r en t stre s s   i n   th co n v e n tio n al  D C - D C   b o o s t c o n v er ter     Fig u r 1 2 .   Se m ico n d u c to r   cu r r en t stre s s   i n   th 3 - p h ase  in ter leav ed   DC - D C   b o o s t c o n v er ter       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   h as  d is c u s s ed   an d   co m p ar ed   s e v er al  p ar a m et er s   o f   t h co n v e n tio n al   DC - DC   b o o s t   co n v er ter   an d   3 - p h ase  i n ter le av ed   DC - DC   b o o s co n v er ter .   B ased   o n   th an al y s i s ,   th cu r r en s tr ess   an d   th e   s e m ico n d u cto r   co n d u ct io n   lo s s es  w er r ed u ce d   ap p r o x i m a tel y   3 3 an d   3 2 % ,   r esp ec tiv el y   i n   th 3 - p h a s e   in ter lea v ed   DC - DC   b o o s co n v er ter   co m p ar ed   to   th co n v e n tio n al  D C - DC   b o o s co n v er t er s .   I n   ad d itio n ,   d u to   m u lt ip h ase  i n ter lea v ed   co n f i g u r atio n ,   it  m i n i m ize s   th s e m ico n d u cto r   co n d u ctio n   lo s s es  in   t h co n v er ter .   B esid es,  th i n p u cu r r e n an d   o u tp u v o lta g r ip p les  w er r ed u ce d   d u to   in ter leav i n g   s witch i n g   tec h n iq u e.   T h er ef o r e,   w it h   t h is   cir cu i c o n f i g u r atio n ,   it   ca n   b co n s id er ed   in   t h R E   ap p licatio n s   w h er eb y   u s u all y   t h e   v o ltag s o u r ce   is   lo w   an d   i n p u t c u r r en t is  h i g h .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   S tu d o n   3 - p h a s I n terl ea ve d   DC - DC   B o o s t Co n ve r ter S tr u ctu r a n d   O p era tio n   fo r   …. ( M.  A .   Ha r imo n )   1953   ACK NO WL E D G E M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   s h o w   g r atit u d to   Un iv er s it y   T u n   Hu s s ein   O n n   Ma la y s ia  f o r   th f in a n cial   s u p p o r t.       RE F E R E NC E S   [1 ]   A .   S .   S a m o sir,   N.  F .   N.  T a u f iq ,   a n d   A .   H.  M o h d   Ya ti m ,   S im u lati o n   a n d   Im p le m e n tatio n   o f   In terle a v e d   Bo o st   DC - DC  Co n v e rter  f o F u e Ce ll   A p p li c a ti o n ,   In t .   J .   Po we El e c tro n .   Dr ive   S y st.  ( IJ PE DS );  Vo 1 ,   No   2   De c e mb e 2 0 1 1 ,   2 0 1 1 .   [2 ]   A .   S .   S a m o sir,   M .   A n w a ri,   a n d   A .   H.  M .   Ya ti m ,   Dy n a mic   e v o lu ti o n   c o n tr o o i n ter lea v e d   b o o st DC - DC c o n v e rte fo r fu e c e ll   a p p li c a ti o n ,   2 0 1 0   9 t h   In ter n a ti o n a P o w e a n d   En e rg y   Co n f e re n c e ,   IP EC  2 0 1 0 .   p p .   8 6 9 8 7 4 ,   2 0 1 0 .   [3 ]   B.   S .   S a ti sh   a n d   S .   Ja in ,   Hi g h   g a i n   e ff icie n DC - DC  c o n v e rte fo lo w - v o lt a g e   p o we g e n e ra ti o n   a p p li c a ti o n ,   2 0 1 6   IE EE   S tu d e n ts’  Co n f e re n c e   o n   E lec tri c a l,   El e c tro n ics   a n d   C o m p u ter S c ien c e ,   S CEE CS   2 0 1 6 .   p p .   1 5 ,   2 0 1 6 .   [4 ]   F .   L icc a rd o ,   P .   M a rin o ,   G .   T o rre ,   a n d   M .   T rig g ian e s e ,   In ter lea v e d   d c - d c   C o n v e rte rs   fo r P h o t o v o l ta i c   M o d u les ,   i n   Clea n   El e c tri c a P o w e r,   2 0 0 7 .   IC CEP   ’0 7 .   I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n ,   2 0 0 7 ,   p p .   2 0 1 2 0 7 .   [5 ]   L .   Wan g ,   W .   Zh a n g ,   Y.  P e i,   X.  Ya n g ,   a n d   Z.   W a n g ,   two - sta g e   to p o l o g y   f o 2 4 in p u l o v o lt a g e   h i g h   c u rr e n t   DC/DC  c o n v e rte r,”   2 0 0 9   IE EE   6 th   In tern a ti o n a P o w e El e c tro n ics   a n d   M o ti o n   Co n tr o Co n f e re n c e .   p p .   8 0 4 8 0 9 ,   2 0 0 9 .   [6 ]   X .   Zh o u ,   P .   X u ,   a n d   F .   C.   L e e ,   A   n o v e c u rre n t - sh a rin g   c o n tro l   tec h n i q u e   f o l o w - v o lt a g e   h ig h - c u rre n v o lt a g e   re g u lato m o d u le ap p li c a ti o n s,”  I EE T ra n sa c ti o n o n   Po we r E lec tro n ics ,   v o l .   1 5 ,   n o .   6 .   p p .   1 1 5 3 1 1 6 2 ,   2 0 0 0 .   [7 ]   A .   B.   P o n n iran ,   K.  Orik a w a ,   a n d   J.  i.   Ito h ,   I n ter lea v e d   h i g h   b o o st  ra ti o   M a rx   to p o l o g y   DC - DC  c o n v e rte r,”   i n   2 0 1 5   IE EE   2 n d   In ter n a ti o n a F u tu re   En e rg y   El e c tro n ics   Co n f e re n c e   (IF EE C) ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 6.   [8 ]   M .   T a k a g i,   K.  S h im izu ,   a n d   T .   Zaitsu ,   Ultra   h i g h   e ff icie n c y   o f   9 5   p e rc e n t   fo r   DC/DC  c o n v e rte -   c o n sid e rin g   th e o re ti c a li mit a ti o n   o e ff icie n c y ,   A P EC.   S e v e n tee n th   A n n u a I EE 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 siti o n   (Ca t.   No . 0 2 CH3 7 3 3 5 ) ,   v o l.   2 .   p p .   7 3 5 7 4 1   v o l. 2 ,   2 0 0 2 .   [9 ]   [9 ]   A .   P o n n ira n ,   K.   Orik a w a ,   a n d   J.   i.   It o h ,   M o d u la m u lt i - st a g e   M a rx   to p o lo g y   f o h ig h   b o o st   r a ti o   DC/DC  c o n v e rte in   HVDC,”   i n   2 0 1 5   I E EE   In ter n a ti o n a T e lec o m m u n ica ti o n En e rg y   Co n f e r e n c e   (INT E LE C) ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 6.   [1 0 ]   A .   Bin   P o n n iran ,   K.  Orik a w a ,   a n d   J.  It o h ,   F u n d a m e n tal  Op e ra ti o n   o f   M a rx   T o p o lo g y   f o Hig h   B o o st  Ra ti o   DC - DC Co n v e rter,”  IEE J   J .   In d .   Ap p l . ,   v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   3 2 9 3 3 8 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   A .   P o n n ira n ,   K.   Orik a wa ,   a n d   J.  I to h ,   M in im u m   F ly in g   Ca p a c it o f o N - lev e Ca p a c it o DC/ DC  Bo o st  Co n v e rter,”  IEE T ra n s.  I n d .   Ap p l. ,   v o l.   P P ,   n o .   9 9 ,   p .   1 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   J.  S .   A .   Ra h a v i,   T .   K a n a g a p ri y a ,   a n d   R.   S e y e z h a i,   De sig n   a n d   a n a lys is  o I n ter lea v e d   Bo o s Co n v e rte fo r   re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e ,   2 0 1 2   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   C o m p u ti n g ,   El e c tr o n ics   a n d   El e c tri c a l   T e c h n o lo g ies   ( ICCEE T ) .   p p .   4 4 7 4 5 1 ,   2 0 1 2 .   [1 3 ]   P .   Na n d a n k a a n d   J.  P .   Ro t h e ,   De sig n   a n d   Im p lem e n ta ti o n   o Ef fi c ien T h re e - Ph a se   In ter lea v e d   DC - DC  Co n v e rte r,”   2 0 1 6   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   El e c tri c a l,   El e c tro n ics ,   a n d   Op ti m iz a ti o n   T e c h n iq u e (ICEE OT ) ,   n o .   Dc m .   p p .   1 7 ,   2 0 1 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.