Bi garaiko konbertsore isolatua bateriako kargatzeko aplikazioetan

     Lan artikuluak elektrikoa denbora-orduan zeharkatzen duten autoetarako bi etapa dituen DC-DC isolatutako konbertsore bat proposatzen du eta analizatzen du, non bateria tensio handieneko maila askotan beharrezkoa den altu errendamendua. Proposatutako konbertsore kircuituak lehenengo bi irteera dituen CLLC resonante egitura duen isolazio etapa bat eta bigarren bi sarrera dituen buck reguladore bat ditu. Lehenengo etapako transformadorea diseinatu da bere bi irteerako tensioek, idealean, bateriarainoko minimoko eta maximoko tensioetara egokitzen direla bezala. Ondoren, bigarren etapa aurreko isolazio etapak emandako tensioak konbinatzen ditu osoaren konbertsorearen irteera-tensioa regula dezaten. Lehenengo etapa beti rezonantziarekin funtzionatzen da, soilik isolazioa eta galderik gutxienezko konstante konbertsore mailak emateko, eta bigarren etapa bateria tensio handieneko maila askotan irteera-tensiorako kontrola ahalbidetzen du. Guztira, soluzioak output tensio askotan errendamendu altua duela erakusten da.

1.Sarrera.

    Elektriko transmisiona munduko greenhouse gas emisioei eta fosil-fuelen esplorazio eta agortzeari buruzko arazoengatik hainbat herrialdean garrantzia hartzen ari da. Arazo hauek azken urteetan elektrikoa denbora-orduan zeharkatzen duten autoen (EV) eskariaren hazkunde berretsiari aitzindatu dute. Eskari hori, bateriaren kapasitate handiagoa eta kargatze denborak txikiagokoa lortzeko arrakasta batzuekin, EV berriak eskaintzen ditu. Horrela, potentzia gehiago eta azkarroago eman dezakeen EV kargatze estazio berriak behar dira.

2.Estruktura eta Funtzionamendu Arrunta.

    Figura honetan ikus daiteke, proposatutako bi etapa dituen konbertsoreak lehenengo isolazio etapa bat dauka, LLC resonante konbertsorearen oinarrian, eta bigarren post-reguladore etapa bat, buck konbertsorearen oinarrian. Post-reguladore horrek irteera-tensioaren kontrola egin du, eta V1 eta V2 sekundario tensioekin osatutako doble irteera DCX konbertsore efiziente baten bitartez jasota. Figuratik argi dago, post-reguladorearen tensio-tensiona, hau da, V1−V2, irteera-tensioa baino txikiagoa da, hala nola, on-resistance txikiagoko eta switching galderik gutxiagoko tresnak aukeratzeko aukera ematen du.

3.LLC Etapa Diseinua DCX Gisa Funtzionatzen Denean.

     LLC resonante tanka rezonantzi frekuentean funtzionatzen denean, tensio-konbertsore mailak idealki carga erreala independente izango da. Honek esan nahi du, LLC konbertsoreak konstante tensio-konbertsore maila mantentzen du eta bere korrontea automatikoki egokitzen du, carga kondizioen arabera, DCX bezala funtzionatzen du. Kondizio hauetan, LLC errendamendu handiena du, reaktibo potentzia fluxu minimo batekin eta zero-voltage switching (ZVS) eta zero-current switching (ZCS) baldintzak betetzen ditu. Ohartarazi behar da, LLC-ren DCX funtzionamendurako ez da beharrezkoa kanpo resonante induktore bat, konbertsore gaina finkoa baita. Berdintsu FB-LLC resonante baten oinarritutako soluzio baliokide bat, output tensio maila askotan funtzionatzeko diseinatuta, DCX egoeran permanentean LLC baino galderik handiagoak erakutsiko ditu.

4.Kontzeptua

     Potentzia eta tensio maila guztiak experimentalki aztertu dira, errendamendu altua erakusten duena erabilpen kondizio askotan, 500V irteera-tensio eta 7kW transmititutako potentziarekin 98.63% errendamendu pikeana lortuz.   Aplikazio finalen kasuan, modulu anitzeko serie edo paralelo konexioak kontsideratu daitezke, isolatutako irteera delako, voltaje edo korronte maila eskalatzeko.   Ikerketa berriak on-line kontrolagailuak optimal konbertsore modulazioa eta konponenteen diseinu optimoaren prozedurak barne izan ditzakete, hala nola, output TBB induktoreak.

Iturria: IEEE Xplore

Esaldi: IEE-Business originala errespetatu, artikulu onak partekatzeko balio ditu, inbarbentinari lotu ezazu ezabatzeko