Divšu divstadijveida DC-DC izolētais pārveidotājs akumulatoru uzlādes aplikācijām
Šajā rakstā tiek piedāvāts un analizēts divpakāpju DC-DC izolētais pārveidotājs elektroautomobiļu uzlādes lietotnēm, kurā ir nepieciešama augsta efektivitāte plašā akumulatora sprieguma diapazonā. Piedāvātā pārveidošanas shēma ietver pirmo izolācijas pakāpi ar CLLC rezonančo struktūru un otro divievadību buck regulētāju. Pirmās pakāpes transformatoris ir dizainēts tā, lai tā divi izvades spriegumi atbilstu, ideāli, minimālam un maksimālam sagaidāmajam akumulatora spriegumam. Tad otrā pakāpe kombinē pirmās izolācijas pakāpes sniegtos spriegumus, lai regulētu vesela pārveidotāja izvades spriegumu. Pirmā pakāpe vienmēr darbojas rezonances frekvencē, ar vienīgo funkciju nodrošināt izolāciju un fiksu pārveidošanas attiecības ar minimālām zudējumiem, savukārt otrā pakāpe ļauj izvades sprieguma regulēšanu plašā akumulatora sprieguma diapazonā. Kopumā parādīts, ka šī risinājuma iezīme ir augsta pārveidošanas efektivitāte plašā izvades sprieguma diapazonā.
1.Ievads.
Elektrotransporta nozare gūst pieaugumu daudzās valstīs, jo pieaug bažas par globālajiem siltumnīcefekta gāzu emisijām un fosilā kurināmā resursu trūkumu. Šīs bažas nesen ir veicinājušas elektroautomobiļu (elektromobiļu) pieprasījuma eksponenciālu pieaugumu. Šis augstais pieprasījums, kombinēts ar vēlmi pēc ilgākiem braukšanas attālumiem un samazinātas uzlādes laika, veicina jaunu elektromobiļu paaudžu, kas ievieš lielākus akumulatoru jaudes un uzlādes ātrumus. Tādējādi ir nepieciešamas jaunas elektromobiļu uzlādes stacijas, lai sniegtu vairāk enerģijas, nekā jebkad iepriekš.
2.Struktūra un darbības princips.
Kā redzams Fig., piedāvātais divpakāpju pārveidotājs sastāv no pirmās izolācijas pakāpes, kas balstīta uz LLC rezonančo pārveidotāju, un otra posmtālregulētāja pakāpes, kas balstīta uz buck pārveidotāju. Šis posmtālregulētājs ir atbildīgs par izvades sprieguma regulēšanu un tiek apgādināts ar augsti efektīvu divievadību DCX pārveidotāju, ar sekundārajām spriegumiem V1 un V2. No Fig. ir skaidrs, ka posmtālregulētāja sprieguma saturs, proti, V1−V2, ir mazāks nekā izvades spriegums Vo, kas atļauj izmantot maiņstrāvas ierīces ar mazāku iebrukšanas pretestību, kā arī mazākus maiņstrāvas zudējumus.
3.LLC Pakāpes Dizains Darbā kā DCX.
Ja LLC rezonančā cisterna darbojas rezonances frekvencē, sprieguma pārveidošanas attiecība kļūst ideāli neatkarīga no faktiskā slodzes. Citiem vārdiem sakot, LLC pārveidotājs uztur konstantu sprieguma pārveidošanas attiecību un automātiski pielāgo savu strāvu, atbilstoši slodzes apstākļiem, rīkojoties kā DCX. Šajā darbības stāvoklī LLC parāda savu maksimālo efektivitāti, ar minimālu reaktivās jaudas plūsmu un nulles sprieguma maiņa (ZVS) un nulles strāvas maiņa (ZCS) apstākļiem vienmēr apmierinātiem. Būtiski, LLC darbība kā DCX nerequire eksternālu rezonančo induktoru, jo pārveidošanas guvums ir fikss. Līdzīga risinājuma, balstīta uz rezonančo FB-LLC, dizainam, kas paredzēts darboties tādam pašam plašam izvades sprieguma diapazonā, ir gaidāms, ka būs augstāki zudējumi nekā LLC pastāvīgos DCX apstākļos.
4.Secinājumi
Eksperimentāli ir atspoguļotas pārveidošanas veiktspējas, kas aptver visu jaudas un sprieguma diapazonu, parādot augstu efektivitāti plašā darbības apstākļu diapazonā, iegūstot maksimālo efektivitāti 98,63% pie 500V izvades sprieguma un 7 kW pārnestās jaudas. Galvenajās lietotnēs, lai mērķētu pieaugošam sprieguma vai strāvas apmēram, varētu apsvērt vairāku moduļu virzienā vai paralēli savienojumu, pateicoties izolētajai izvadei. Nākotnes pētījumi varētu ietvert tiešsaistes kontrolētājus optimālai pārveidotāja modulācijai un procedūras optimālam pārveidotāja komponentu, piemēram, izvades TBB induktoru, dizainam.
Avots: IEEE Xplore
Paziņojums: Ciena oriģinālam, labi raksti ir vērtīgi dalīties, ja ir pārkāpumi, lūdzu sazinieties, lai tos dzēst
