یک تبدیل‌کننده DC-DC دو مرحله‌ای جدا شده برای کاربردهای شارژ باتری
این مقاله یک تبدیل‌دهنده دو مرحله‌ای جدا شده برای کاربردهای شارژ خودروهای الکتریکی پیشنهاد و تحلیل می‌کند، جایی که بهره‌وری بالا در محدوده گسترده‌ای از ولتاژهای باتری مورد نیاز است. مدار تبدیل پیشنهادی شامل یک مرحله اول با ساختار هماهنگ CLLC دارای دو خروجی و یک تنظیم‌کننده buck دو ورودی در مرحله دوم است. ترانسفورماتور مرحله اول طراحی شده است به طوری که دو ولتاژ خروجی آن به طور ایده‌آل با ولتاژهای کمینه و بیشینه مورد انتظار برای تأمین باتری مطابقت دارد. سپس، مرحله دوم ولتاژهای ارائه شده توسط مرحله جدا شدن قبلی را ترکیب می‌کند تا ولتاژ خروجی کل تبدیل‌دهنده را تنظیم کند. مرحله اول همیشه در حالت هماهنگ عمل می‌کند، با تنها وظیفه ایجاد جداسازی و نسبت‌های تبدیل ثابت با کمترین ضرر، در حالی که مرحله دوم اجازه تنظیم ولتاژ خروجی در محدوده گسترده‌ای از ولتاژهای باتری را می‌دهد. به طور کلی، نشان داده شده است که راه‌حل معرفی شده بهره‌وری تبدیل بالا در محدوده گسترده‌ای از ولتاژهای خروجی دارد.
1.مقدمه
حمل و نقل الکتریکی به دلیل نگرانی‌های روزافزون درباره انتشار گازهای گلخانه‌ای جهانی و تأمین و استفاده از سوخت‌های فسیلی در بسیاری از کشورها پیشرفت کرده است. این نگرانی‌ها اخیراً رشد نمایی تقاضا برای خودروهای الکتریکی (EVs) را به پیش برده است. این تقاضای بالا به همراه تلاش برای مسافت‌های طولانی‌تر و زمان شارژ کمتر، نسل‌های جدید خودروهای الکتریکی را که ظرفیت باتری و نرخ شارژ بالاتری دارند، به پیش می‌برد. بنابراین، ایستگاه‌های شارژ جدید خودروهای الکتریکی برای تأمین قدرت بیشتر و سریع‌تر از هر زمان دیگری نیاز است.
2.ساختار و اصل عملکرد
همانطور که در شکل نشان داده شده است، تبدیل‌دهنده دو مرحله‌ای پیشنهادی شامل یک مرحله اول با مبدل هماهنگ LLC و یک مرحله بعدی تنظیم‌کننده بر اساس مبدل buck است. این تنظیم‌کننده پسین مسئول تنظیم ولتاژ خروجی است و با استفاده از یک مبدل DCX دو خروجی با کارایی بالا تغذیه می‌شود، با ولتاژهای ثانویه V1 و V2. از شکل مشخص است که فشار ولتاژ تنظیم‌کننده پسین، یعنی V1−V2، کمتر از ولتاژ خروجی Vo است، که در نتیجه اجازه می‌دهد تا دستگاه‌های کلیدزنی با مقاومت روشن کمتر و ضرر کمتر در زمان کلیدزنی استفاده شوند.
3.طراحی مرحله LLC به عنوان DCX
وقتی مخزن هماهنگ LLC در فرکانس هماهنگ عمل می‌کند، نسبت تبدیل ولتاژ به طور ایده‌آل مستقل از بار واقعی است. به عبارت دیگر، مبدل LLC نسبت تبدیل ولتاژ ثابتی را حفظ می‌کند و جریان خود را به طور خودکار بر اساس شرایط بار تنظیم می‌کند، مانند یک DCX. در این شرایط عملکردی، LLC بهره‌وری بیشینه خود را نشان می‌دهد، با جریان حداقل انرژی واکنشی و شرایط کلیدزنی با ولتاژ صفر (ZVS) و جریان صفر (ZCS) همیشه برقرار است. به طور قابل توجه، عملکرد DCX مبدل LLC نیاز به یک القایی هماهنگ خارجی ندارد، زیرا مقدار تبدیل ثابت است. یک راه‌حل معادل بر اساس یک FB-LLC هماهنگ که برای عملکرد در محدوده گسترده‌ای از ولتاژهای خروجی طراحی شده است، می‌تواند ضرر بیشتری نسبت به LLC در شرایط دائمی DCX نشان دهد.
4.نتیجه‌گیری
عملکرد تبدیل در تمام محدوده قدرت و ولتاژ به طور تجربی گزارش شده است، که بهره‌وری بالا در محدوده گسترده‌ای از شرایط عملکردی را نشان می‌دهد، با بهره‌وری بیشینه ۹۸.۶۳٪ در ولتاژ خروجی ۵۰۰V و توان منتقل شده ۷kW. در کاربردهای نهایی، اتصالات سری یا موازی چندین ماژول برای مقیاس‌دهی ولتاژ یا جریان در پیاده‌سازی نهایی می‌تواند در نظر گرفته شود، بлагوداری به خروجی جدا شده. مطالعات آینده می‌تواند شامل کنترل‌کننده‌های آنلاین برای مدولاسیون بهینه مبدل و روش‌های طراحی بهینه اجزای مبدل، مانند القایی‌های TBB خروجی باشد.
منبع: IEEE Xplore
بیانیه: احترام به منبع، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، در صورت وجود نقض حق تکثیر لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود
