Desain dan Implementasi High Gain DC-DC Berbasis Modifikasi Quadratic Boost Converter dengan Arus Kontinu untuk Aplikasi Photovoltaic

Wicaksono, Surya Indra Wirawan (2025) Desain dan Implementasi High Gain DC-DC Berbasis Modifikasi Quadratic Boost Converter dengan Arus Kontinu untuk Aplikasi Photovoltaic. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5022211026-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Meningkatnya kebutuhan energi bersih mendorong pemanfaatan energi terbarukan seperti photovoltaic (PV). Namun, tegangan keluaran PV yang rendah membutuhkan sistem konversi daya yang mampu meningkatkan tegangan secara efisien. Pada tugas akhir ini, dirancang dan diimplementasikan sebuah konverter DC-DC tipe Modifikasi Quadratic Boost Converter (MQBC) dengan arus input kontinu (CCM) dan penguatan tegangan tinggi untuk aplikasi PV.
Konverter yang diusulkan menggunakan satu saklar MOSFET, lima kapasitor dan dua induktor dalam topologi quadratic yang dimodifikasi. Desain dilakukan dan disimulasikan menggunakan software PSIM, baik dalam mode open loop maupun closed loop dengan pengendali Proportional Integral (PI). Penggunaan kontrol closed-loop berbasis PI dilakukan untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran terhadap variasi beban maupun tegangan masukan, dengan cara menyesuaikan duty cycle secara otomatis berdasarkan perbedaan antara tegangan output aktual dan tegangan referensi. Pengendali PI ini mampu memberikan respons cepat dan akurat, sehingga tegangan output dapat tetap stabil sesuai nilai yang ditetapkan meskipun terjadi gangguan atau perubahan kondisi operasi. Pada tahap implementasi, sumber DC digunakan sebagai pengganti PV untuk kestabilan pengujian. Hasil simulasi dan implementasi menunjukkan bahwa konverter mampu meningkatkan tegangan input 40 V menjadi output 400 V dengan rasio konversi hingga 9,85 kali. Sistem mampu bekerja stabil dalam mode CCM dan merespons perubahan beban serta tegangan input dengan cepat. Efisiensi terbaik diperoleh pada beban ringan dan tegangan input tinggi, dengan nilai maksimum mencapai 90,63%. Konverter ini berpotensi digunakan pada aplikasi energi terbarukan skala kecil.
=========================================================================================================================================
The growing demand for clean energy has encouraged the utilization of renewable energy sources such as photovoltaic (PV) systems. However, the low output voltage of PV modules requires an efficient power conversion system to boost the voltage to a usable level. In this final project, a Modified Quadratic Boost Converter (MQBC) with continuous input current (CCM) and high voltage gain is designed and implemented for PV applications. The proposed converter employs a single MOSFET switch, five capacitors, and two inductors in a modified quadratic topology. The system is designed and simulated using PSIM software, both in open-loop and closed-loop modes, with a Proportional-Integral (PI) controller. The implementation of closed-loop control based on PI aims to maintain output voltage stability under varying load and input conditions by automatically adjusting the duty cycle based on the difference between the actual output voltage and the reference voltage. This PI controller provides a fast and accurate response, enabling the output voltage to remain stable at the desired value despite disturbances or changes in operating conditions. During the implementation phase, a DC power supply was used in place of a PV source to ensure stable testing conditions. Simulation and experimental results show that the converter is capable of boosting an input voltage of 40 V to an output of 400 V, achieving a conversion ratio of up to 9,85 times. The system operates stably in CCM and responds quickly to changes in load and input voltage. The highest efficiency is achieved under light load and high input voltage conditions, reaching up to 90.63%. This converter has strong potential for use in small-scale renewable energy applications.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Modifikasi Quadratic Boost Converter, CCM, Pengendali PI, Closed Loop, Modified Quadratic Boost Converter, CCM, PI Controller, Closed Loop
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7872 Electric current converters, Electric inverters.
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Surya Indra Wirawan Wicaksono
Date Deposited:	25 Jul 2025 04:30
Last Modified:	25 Jul 2025 04:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/121621

Actions (login required)

View Item