محول DC-DC منفصل بمرحلتين لتطبيقات شحن البطاريات

     تقدم هذه الورقة وتحلل محول DC-DC معزول بمرحلتين لتطبيقات شحن السيارات الكهربائية، حيث يتم تشخيص الحاجة إلى كفاءة عالية على نطاق واسع من جهود البطاريات. يتكون الدائرة المقترحة من مرحلة عزل أولى ثنائية الإخراج ببنية متوافقة (CLLC) ومنظم تيار ثانٍ ثنائي الإدخال. تم تصميم المحول في المرحلة الأولى بحيث يتناسب خرجيه، بشكل مثالي، مع أقل وأعلى جهد متوقع لتزويد البطارية. ثم تقوم المرحلة الثانية بتجميع الجهود المقدمة من المرحلة السابقة للتحكم في الجهد الخرجي للمحول بأكمله. تعمل المرحلة الأولى دائمًا عند التوافق، بمهمتها الوحيدة هي توفير العزل والنسب الثابتة للتحويل بأقل خسائر، بينما تسمح المرحلة الثانية بتنظيم الجهد الخرجي على نطاق واسع من جهود البطاريات. بشكل عام، يظهر أن الحل يتميز بكفاءة تحويل عالية على نطاق واسع من الجهود الخرجية.

1.مقدمة

    تكتسب النقل الكهربائي أرضًا في العديد من البلدان بسبب القلق المتزايد بشأن انبعاثات غازات الدفيئة العالمية وتوفر الوقود الأحفوري واستنزافه. وقد دفع هذا القلق مؤخرًا النمو الأسي في الطلب على السيارات الكهربائية (EVs). هذا الطلب العالي مع السعي لتحقيق مسافات أطول وقت شحن أقل يدفع الأجيال الجديدة من السيارات الكهربائية التي تستخدم سعات بطاريات أعلى ومعدلات شحن أعلى. وبالتالي، هناك حاجة إلى محطات شحن جديدة للسيارات الكهربائية لتزويد المزيد من الطاقة بشكل أسرع من أي وقت مضى.

2.الهيكل ومبدأ التشغيل

    كما هو موضح في الشكل، يتكون المحول ذو المرحلتين المقترح من مرحلة عزل أولى تستند إلى محول توافقي (LLC) ومرحلة تنظيم ثانوية تستند إلى محول تيار ثابت. يكون هذا التنظيم مسؤولاً عن تنظيم الجهد الخرجي ويتم تغذيته بواسطة محول DCX ثنائي الإخراج فائق الكفاءة، مع جهود ثانوية V1 وV2. من الشكل، من الواضح أن الضغط الكهربائي على المنظم، أي V1−V2، أقل من الجهد الخرجي Vo، مما يسمح باستخدام أجهزة التبديل ذات مقاومة أقل أثناء التشغيل وكذلك خسائر تبديل أقل.

3.تصميم مرحلة LLC المستخدمة كـ DCX

     عند تشغيل خزان التوافق LLC عند تردد التوافق، تصبح نسبة التحويل مستقلة بشكل مثالي عن الحمل الفعلي. بمعنى آخر، يحافظ محول LLC على نسبة تحويل ثابتة ويقوم بضبط تياره تلقائيًا حسب ظروف الحمل، مما يجعله يعمل كـ DCX. في هذه الحالة التشغيلية، يظهر محول LLC كفاءة قصوى مع تدفق طاقة رد فعلية أقل وشروط التبديل بدون جهد (ZVS) والتغيير بدون تيار (ZCS) دائمًا مرضية. من الجدير بالذكر أن عملية DCX لمحول LLC لا تتطلب ملفًا توافقيًا خارجيًا، لأن معدل التحويل ثابت. من المتوقع أن يظهر حل مكافئ يستند إلى FB-LLC مصمم للعمل على نفس نطاق الجهود الخرجية الواسع خسائر أعلى من محول LLC في ظروف DCX الدائمة.

4.خاتمة

     تم الإبلاغ عن أداء التحويل الذي يغطي نطاق الطاقة والجهد بأكمله تجريبيًا، مما يظهر كفاءة عالية على نطاق واسع من ظروف التشغيل، مع تسجيل كفاءة قصوى بلغت 98.63% عند جهد خرجي 500 فولت وقوة نقل 7 كيلوواط. في التطبيقات النهائية، يمكن النظر في ربط عدة وحدات متسلسلة أو متوازية لزيادة تصنيفات الجهد أو التيار للتنفيذ النهائي، بفضل الخرج المعزول. قد تشمل الدراسات المستقبلية مراقبين عبر الإنترنت لأفضل تعديل للمحول وإجراءات لتصميم مكونات المحول بشكل مثالي، مثل ملفات التحويل TBB الخرجية.

المصدر: IEE-Business Xplore

بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة مستحقة للتقاسم، إذا كان هناك انتهاك حقوق الملكية الفكرية فمن فضلك اتصل للحذف