Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

C
1
D
Figure 19.28
Step-up converter during “on” state
I
PV
V
PV
V
load
i
L
L
S
1
C
1
D
Figure 19.29
Step-up converter during “off” state
V
load
V
PV
t
0
t
t
on
t
off
Figure 19.30
Behaviour of the load voltage of a step-up converter
After S
1
is switched off (Figure 19.29), the induced voltage in the inductor adds
itself to
V
PV
, which then lies across the load.
i
L
flows through the inductor and further to
the load. Thereby, it falls down gradually because
V
load
> V
PV
:
d
i
L
d
t
=
V
PV
−
V
load
L
The proceeding of the load voltage is illustrated in Figure 19.30. The diode D
protects against a short circuit (i.e. discharge) of the charged capacitor C
1
, which is
assumed to be so big that it can smooth the load voltage completely.

---

INVERTERS
889
The resulting voltage transformation then becomes
V
load
V
PV
=
t
off
+
t
on
t
off
19.2.4.3.3 Step-down/step-up converter (Buck/Boost or inverting converter)
This circuit (Figure 19.31) enables both step down and step up of a DC voltage. During
the “on” state, the energy given by the source (PV generator, in this case) is stored in
the inductor L (Figure 19.32). The stored energy in the inductor L is then delivered to
R
load
during the “off” state (Figure 19.33). With the help of the diode D, the current flows
through the inductor L only in one direction during both “on” and “off” states. As a result,
V
load
obviously has an opposite polarity to
V
PV
. Therefore, the circuit is also called an
inverting converter. Equations describing the proceeding of the circuit currents can be
derived in the same way to both converters mentioned before and will not be done here.
As stated earlier, the capacitor C
1
supports the supply voltage
V
PV
and C
2
smoothes
V
load
.
In conclusion, the amplitude of
V
load
can be either lower or higher than
V
PV
depending
on the adjusted
t
on
and consequently
t
off
[4]:
V
load
V
PV
=
t
on
t
off
I
PV
V
PV
V
load
R
load
i
L
S
1