बैटरी चार्जिंग एप्लिकेशन के लिए दो-चरणीय DC-DC अलगाव परिवर्तक
यह पेपर इलेक्ट्रिक वाहनों के चार्जिंग अनुप्रयोगों के लिए दो-चरणीय डीसी-डीसी अलग-अलग कनवर्टर का प्रस्ताव और विश्लेषण करता है, जहाँ बैटरी वोल्टेज की एक विस्तृत सीमा में उच्च दक्षता की आवश्यकता होती है। प्रस्तावित कनवर्शन सर्किट में एक पहला दो-आउटपुट अलग-अलग चरण CLLC रिझोनेंट संरचना और एक दूसरा दो-इनपुट बक रेगुलेटर शामिल है। पहले चरण का ट्रांसफार्मर ऐसे डिज़ाइन किया गया है कि इसके दो आउटपुट वोल्टेज, आदर्श रूप से, बैटरी को आपूर्ति किए जाने वाले न्यूनतम और अधिकतम अपेक्षित वोल्टेज के संगत हों। फिर, दूसरा चरण पिछले अलग-अलग चरण द्वारा प्रदान किए गए वोल्टेज को संयोजित करके पूरे कनवर्टर का आउटपुट वोल्टेज नियंत्रित करता है। पहला चरण सदैव रिझोनेंस पर संचालित होता है, जिसका एकमात्र कार्य न्यूनतम नुकसान के साथ अलग-अलग और निर्धारित कनवर्शन अनुपात प्रदान करना होता है, जबकि दूसरा चरण बैटरी वोल्टेज की एक विस्तृत सीमा पर आउटपुट वोल्टेज नियंत्रण की अनुमति देता है। कुल मिलाकर, यह दिखाया गया है कि समाधान विस्तृत आउटपुट वोल्टेज की सीमा में उच्च कनवर्शन दक्षता विशेषता दर्शाता है।
1.परिचय
ग्लोबल ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और फोसिल ईंधन की आपूर्ति और नष्ट होने के बढ़ते चिंताओं के कारण कई देशों में इलेक्ट्रिक परिवहन अपनाया जा रहा है। इन चिंताओं ने हाल ही में इलेक्ट्रिक वाहनों (EVs) की मांग को घातांकी रूप से बढ़ाने का प्रोत्साहन किया है। इस उच्च मांग के साथ-साथ लंबी सीमा और कम चार्जिंग समय के लिए प्रयास नए पीढ़ी के EVs को बढ़ाव दे रहा है जो उच्च बैटरी क्षमता और चार्जिंग दरों को लागू करते हैं। इस परिणामस्वरूप, नए EV चार्जिंग स्टेशनों की आवश्यकता है जो पहले की तुलना में अधिक शक्ति और तेजी से आपूर्ति कर सकें।
2.संरचना और संचालन सिद्धांत
चित्र में दिखाए गए अनुसार, प्रस्तावित दो-चरणीय कनवर्टर एक LLC रिझोनेंट कनवर्टर पर आधारित पहला अलग-अलग चरण और दूसरा बक कनवर्टर पर आधारित पोस्ट-रेगुलेटर चरण से बना है। यह पोस्ट-रेगुलेटर आउटपुट वोल्टेज नियंत्रण के लिए जिम्मेदार है और यह एक उच्च-दक्षता वाले दो-आउटपुट DCX कनवर्टर द्वारा V1 और V2 द्वितीयक वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है। चित्र से स्पष्ट है कि पोस्ट-रेगुलेटर का वोल्टेज दबाव, अर्थात, V1−V2, आउटपुट वोल्टेज Vo से कम है, जिसके परिणामस्वरूप स्विचिंग उपकरणों का छोटा ऑन-रिजिस्टेंस और कम स्विचिंग नुकसान होता है।
3.DCX के रूप में संचालित LLC चरण का डिज़ाइन
जब LLC रिझोनेंट टैंक रिझोनेंस आवृत्ति पर संचालित किया जाता है, तो वोल्टेज कनवर्शन अनुपात वास्तविक लोड से स्वतंत्र हो जाता है। दूसरे शब्दों में, LLC कनवर्टर एक स्थिर वोल्टेज कनवर्शन अनुपात बनाए रखता है और लोड की स्थितियों के अनुसार अपने विद्युत धारा को स्वतः समायोजित करता है, जिसे DCX के रूप में व्यवहार किया जाता है। इस संचालन स्थिति में, LLC अपनी अधिकतम दक्षता दिखाता है, जिसमें न्यूनतम अभिक्रिय शक्ति का प्रवाह और शून्य-वोल्टेज स्विचिंग (ZVS) और शून्य-धारा स्विचिंग (ZCS) की स्थितियाँ हमेशा पूरी होती हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि LLC का DCX संचालन बाहरी रिझोनेंट इंडक्टर की आवश्यकता नहीं होती, क्योंकि कनवर्शन लाभ निर्धारित होता है। एक समान विस्तृत आउटपुट वोल्टेज की सीमा पर संचालित होने के लिए डिज़ाइन किए गए रिझोनेंट FB-LLC पर आधारित एक समकक्ष समाधान अनिवार्य रूप से LLC की तुलना में अधिक नुकसान दिखाता है, जो निरंतर DCX स्थितियों में होता है।
4.निष्कर्ष
पूरे शक्ति और वोल्टेज सीमा को कवर करने वाले कनवर्शन प्रदर्शनों को प्रयोगशाला में रिपोर्ट किया गया है, जो विस्तृत संचालन स्थितियों पर उच्च दक्षता दिखाते हैं, 500V आउटपुट वोल्टेज और 7kW स्थानांतरित शक्ति पर 98.63% की चरम दक्षता रिकॉर्ड की गई है। अंतिम अनुप्रयोगों में, अलग-अलग आउटपुट के कारण, अंतिम लागू करने के वोल्टेज या धारा रेटिंग को स्केल करने के लिए एक से अधिक मॉड्यूल की श्रृंखला या समानांतर कनेक्शन को ध्यान में रखा जा सकता है। भावी अध्ययन में ऑप्टिमल कनवर्टर मॉड्यूलेशन के लिए ऑनलाइन कंट्रोलर और कनवर्टर के घटकों, जैसे आउटपुट TBB इंडक्टर्स, के ऑप्टिमल डिज़ाइन की प्रक्रियाएँ शामिल हो सकती हैं।
स्रोत: IEEE Xplore
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