Duonstaga DC-DC Izolita Konvertilo por Baterio-Shargadoj

     Ĉi tiu artikolo proponas kaj analizas du-etapan DC-DC izolitan konvertilon por aplikoj de ŝargado de elektraj veturiloj, kie postulas alta efikeco en larĝa gamo de akumulbateriovoltoj. La proponita konvertparvo komponiĝas el unua dueliga izola etapo kun CLLC rezonanta strukturo kaj dua du-ingresa buck regulilo. La transformilo de la unua etapo estas disegnita tia maniero, ke ĝiaj du eligvoltoj korespondas, ideale, al la minimuma kaj maksimuma atendata volto por la baterio. Tiam, la dua etapo kombinas la voltojn provizitajn de la antaŭa izola etapo por reguli la eligvolton de la tuta konvertilo. La unua etapo ĉiam funkcias je rezono, kun la sola rolo de provizi izolon kaj fiksajn konvertrilatumojn kun minimumaj perdoj, dum la dua etapo permesas eligvoltronreguladon en larĝa gamo de akumulbateriovoltoj. En sumo, montriĝas, ke la solvo posedas altan konvertecon en larĝa gamo de eligvoltoj.

1.Enkonduko.

    Elektra transporto akiras terenon en multaj landoj pro kreskantaj zorgoj pri tutmonda emisio de varhusefektgazoj kaj fosila fuelprovizo kaj ekspluato. Ĉi tiuj zorgoj lastatempe spurtis eksponentan kreskon de la demando por elektraj veturiloj (EVs). Tia alta demando kun la strebo por pli longaj vojoj kaj pli mallonga ŝargotempo premas novajn generaĵojn de EVs, kiuj realigas pli altajn kapacitojn de baterioj kaj ŝargorapidecon. Konsekvence, bezoniĝas novaj ŝargcenoj por EVs, kiuj povas provizi pli grandan potencon, pli rapide ol iam antaŭe.

2.Strukturo kaj Funkcioprinicipo.

    Kiel vidite en Fig., la proponita du-etapa konvertilo konsistas el unua izola etapo bazita sur LLC rezonanta konvertilo, kaj dua post-regula etapo bazita sur buck konvertilo.   Tiu post-regulilo estas respondeca pri la eligvoltronregulado kaj ĝi estas nutrita per altaefika dueligokonvertilo, kun sekundaraj voltoj V1 kaj V2.   El Fig., klare estas, ke la voltostreso de la post-regulilo, nome, V1−V2, estas pli malalta ol la eligvolto Vo, kio konsekvenca permesas komutelementojn kun pli malgranda kondukrezisto kaj pli malaltaj komutoperdigoj.

3.Disegno de LLC Etapo Funkciigita Kiel DCX.

     Kiam la LLC rezonanta tanko funkcias je la rezona frekvenco, la voltkonvertrilatumo iĝas idealiter sendependa de la efektiva ŝargo. Alivorte, la LLC konvertilo daŭrigas konstantan voltkonvertrilatumon kaj aŭtomate adaptas sian kuranton laŭ la ŝargokondiĉoj, konduti kiel DCX. En ĉi tiu funkciomodo, la LLC montras sian maksimuman efikecon, kun minimuma fluo de reaktiva potenco kaj nulvoltkomuto (ZVS) kaj nulkurantkomuto (ZCS) kondiĉoj ĉiam plenumitaj. Notinde, la DCX-funkciado de la LLC ne postulas eksteran rezonantan induktilon, ĉar la konvertgansto estas fiksita. Ekvivalenta solvo bazita sur rezonanta FB-LLC disegnita por funkciadi en sama larĝa gamo de eligvoltoj atendas montri pli altajn perdigojn ol la LLC en permanentaj DCX-kondiĉoj.

4.Konkludo

     Konvertprestajoj kovrantaj la tutan potencan kaj voltan gamon estis raportitaj eksperimente, montrante altan efikecon en larĝa gamo de operaciakondiĉoj, registriĝante pikk-efikecon de 98,63% je 500V eligvolto kaj 7kW transdonita potenco.   En finaj aplikiĝoj, seriozaj aŭ paralelaj konektoj de pluraj moduloj povas esti konsideritaj por skalado de la volta aŭ kuranta valoro de la fina realigo, dank'al la izolita eligo.   Futuraj studoj povus inkludi en-linian kontrolilojn por optimala konvertmodulacio kaj procedurojn por optimala disegno de la komponantoj de la konvertilo, kiel la elig-TBB induktoroj.

Fonto: IEEE Xplore

Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras kunhavigi, se estas malpermesaĵo bonvolu kontaktu por forigi