Isang Two-Stage DC-DC Isolated Converter para sa mga Application ng Battery-Charging

     Ang papel na ito ay nagproporsyona at nag-analisa ng dalawang yugto ng isolated dc-dc converter para sa mga aplikasyon ng pag-charge ng sasakyan na elektriko, kung saan kinakailangan ang mataas na efisiensi sa malawak na saklaw ng voltaje ng bateria. Ang inihanda na konwersyon circuit ay binubuo ng unang isolation stage na may CLLC resonant structure at isang pangalawang two-input buck regulator. Ang transformer ng unang yugto ay disenyo de gaya ng maaaring sumunod, upang ang dalawang output voltages nito ay tumutugon, sa ideal, sa minimum at maximum na inaasahang voltaje na ibibigay sa bateria. Pagkatapos, ang pangalawang yugto ay pagsasama-sama ng mga voltages na ibinigay ng nakaraang isolation stage upang regulahan ang output voltage ng buong converter. Ang unang yugto ay laging ginagamit sa resonance, na may tanging tungkulin na magbigay ng isolation at fixed conversion ratios na may minimong pagkawala, samantalang ang pangalawang yugto ay nagbibigay ng pag-aadjust ng output voltage sa malawak na saklaw ng battery voltages. Sa kabuuan, ipinapakita na ang solusyon ay may mataas na konbersyon efficiency sa malawak na saklaw ng output voltages.

1.Panimula.

    Ang elektrikong transportasyon ay patuloy na lumalaganap sa maraming bansa dahil sa kasalukuyang pag-aalala tungkol sa global na greenhouse gas emissions at fossil fuel supply at depletion. Ang mga alalahanin na ito ay kamakailan lang nagbigay-diin sa eksponensyal na pagtaas ng demand para sa electric vehicles (EVs) . Ang mataas na demand na ito kasama ang paghahabol sa mas mahabang ranges at mas maikling oras ng pag-charge ay nagpapataas ng henerasyon ng EVs na gumagamit ng mas mataas na battery capacities at charging rates. Bilang resulta, kailangan ng bagong EV charging stations upang magbigay ng mas maraming power, mas mabilis kaysa sa dati.

2.Estruktura at Patakaran ng Operasyon.

    Tulad ng ipinakita sa Fig.  ang inihanda na dalawang-yugto ng converter ay binubuo ng unang isolation stage na batay sa LLC resonant converter, at isang pangalawang post-regulator stage na batay sa buck converter.   Ang post-regulator na ito ay responsable sa pagregulate ng output voltage at ito ay pinananunungan ng high-efficiency two-output DCX converter, na may secondary voltages V1 at V2.   Mula sa Fig., malinaw na ang voltage stress ng post-regulator, na kilala bilang V1−V2, ay mas mababa kaysa sa output voltage Vo, na kaya naman nagpapahintulot ng switching devices na may mas maliit na on-resistance at mas mababang switching losses.

3.Disenyo ng Llc Stage na Ginagamit Bilang Dcx.

     Kapag ang LLC resonant tank ay ginagamit sa resonance frequency, ang voltage conversion ratio naging independiyente sa aktwal na load. Sa ibang salita, ang LLC converter ay nagsusuporta ng constant voltage conversion ratio at auto-adjust ang kanyang current, ayon sa kondisyon ng load, na gumagana bilang DCX. Sa operasyong ito, ang LLC ay nagpapakita ng kanyang pinakamataas na efisiensi, na may minimong reactive power flow at zero-voltage switching (ZVS) at zero-current switching (ZCS) conditions na laging nasasatisfy . Mahalaga, ang operasyon ng DCX ng LLC ay hindi nangangailangan ng external resonant inductor, dahil ang conversion gain ay fixed. Isang katumbas na solusyon na batay sa resonant FB-LLC na disenyo upang gumana sa parehong malawak na saklaw ng output voltages ay inaasahan na magpakita ng mas mataas na pagkawala kaysa sa LLC sa permanenteng DCX conditions.

4.Kaklusan

     Ang mga performance ng konversyon na naka-cover ang buong power at voltage ranges ay naipahayag eksperimental, na nagpapakita ng mataas na efisiensi sa malawak na saklaw ng operating conditions, na may peak efficiency na 98.63% sa 500V output voltage at 7kW transferred power.   Sa final applications, maaaring isangkot ang series o parallel connections ng maraming modules upang i-scale ang voltage o current ratings ng final implementation, dahil sa isolated output.   Ang mga future studies maaaring kabilang ang online controllers para sa optimal converter modulation at procedures para sa optimal design ng mga components ng converter, tulad ng output TBB inductors.

Source: IEEE Xplore

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete