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Mass-Optimal Design Methodology for DC-DC Converters in Low-Power Portable Fuel Cell Applications

机译：低功耗便携式燃料电池应用中DC-DC转换器的质量优化设计方法

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Fuel cell systems have not significantly penetrated the low-power ($≪ 50$ W) portable energy source market, largely due to complexity of control and the balance-of-plant systems required. Even though the fuel cell and fuel container may scale down well, the pumps, blowers, and power converters required may dominate the system mass. This paper focuses on the tradeoff between efficiency and converter mass, and achieving the design objective of minimum mass of both converter and fuel. The effect of desired run-time, or mission duration, on the optimal dc-dc converter design was explored in detail. The effort focused on boost converters; however, the methodology can be applied to any converter topology. In an example case, at a mission length of 100 h, the optimized converter saved 91 g of system mass when compared to an off-the-shelf dc-dc converter.
机译：燃料电池系统尚未显着渗透到低功率（约合50美元）的便携式能源市场，这主要是由于控制的复杂性和所需的工厂平衡系统。即使燃料电池和燃料容器可以按比例缩小尺寸，但所需的泵，鼓风机和功率转换器仍可能占据系统重量。本文着重在效率和转炉质量之间进行权衡，并实现转炉和燃料最小质量的设计目标。详细探讨了期望的运行时间或任务持续时间对最佳DC-DC转换器设计的影响。该工作集中在升压转换器上；但是，该方法可以应用于任何转换器拓扑。在示例情况下，在任务时间为100小时的情况下，与现成的DC-DC转换器相比，优化的转换器节省了91 g的系统质量。

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