Двостапен DC-DC изолиран конвертер за апликации со пестирање на батерија

     Оваа статија предлажа и анализа двостепен dc-dc изолиран конвертер за апликации на полнежување на електрични возила, каде што се бара висока ефикасност над широк опсег на напони на батериите. Предложената конверзиска схема вклучува прв изолиран степен со CLLC резонантна структура и втор регулатор buck со две входни точки. Трансформаторот од првиот степен е дизајниран така што неговите два излезни напона идеално одговараат на минималниот и максималниот очекуван напон кој треба да се достави до батеријата. Потоа, вториот степен комбинира напоните доставени од претходната изолирана фаза за регулација на излезниот напон на целосниот конвертер. Првиот степен секогаш работи во резонанса, со единствена функција да достави изолација и фиксни конверзиски односи со минимални губитоци, додека вториот степен овозможува регулација на излезниот напон над широк опсег на напони на батериите. Во целост, покажано е дека решението има висока конверзиска ефикасност над широк опсег на излезни напони.

1.Вовед.

    Електричката транспортна технологија заема позиции во многу земји поради растечките забрини за глобалните емисии на парникови гасови и за достапноста и исчерпувањето на фосилните горива. Овие забрини последно ја подигнале експоненцијалната потреба за електрични возила (EVs) . Таквата голема потреба заедно со стремежот за подолги расстояња и намалено време на полнежување го притиснува новите поколења на EVs кои имплементираат повеќе капацитети на батериите и полнежување. Консеквентно, потребни се нови станции за полнежување на EVs кои можат да достават повеќе моќ, побрзо од кога било претходно.

2.Структура и принцип на работа.

    Како што е прикажано на Сликата, предложениот двостепен конвертер се состои од првиот степен на изолација базиран на LLC резонантен конвертер, и втор пост-регулаторски степен базиран на buck конвертер.   Таков пост-регулатор е одговорен за регулација на излезниот напон и се доставува преку високо ефикасен DCX конвертер со две излезни напони, V1 и V2.   Од Сликата е јасно дека напонското стрес на пост-регулаторот, тоа е, V1−V2, е помал од излезниот напон Vo, што консеквентно овозможува користење на превклучувачки уреди со помала на-респистенца и помали губитоци при превклучување.

3.Дизајн на LLC степен рабочи како DCX.

     Кога LLC резонантниот резервоар се работи на резонантната фреквенција, односот на конверзија на напонот постаѓа идеално независен од реалната обработка. Друго казано, LLC конвертерот ја одржува константната конверзија на напонот и автоматски ја прилагодува својата стрuja, според условите на обработка, поведувајќи се како DCX. Во овој модел на работа, LLC покажува својата максимална ефикасност, со минимален проток на реактивна моќ и услови на нулта-напонска превклучување (ZVS) и нулта-стрuja превклучување (ZCS) секогаш задоволени . Забележливо е дека операцијата на DCX на LLC не бара екстернален резонантен индуктор, бидејќи добивката од конверзија е фиксна. Еквивалентно решение базирано на резонантен FB-LLC дизајниран да работи над ист широк опсег на излезни напони се очекува да покаже повисоки губитоци од LLC во постоянни DCX услови.

4.Заклучок

     Конверзиски перформанси кои покриваат целата моќ и опсег на напони биле експериментално извештани, покажувајќи висока ефикасност над широк опсег на работни услови, со запис на врвна ефикасност од 98,63% при 500V излезен напон и 7kW пренесена моќ.   Во финалните применби, сериески или паралелни врски на повеќе модули можат да се разгледаат за скалирање на напонските или стрujниот ранг на финалната имплементација, благодарение на изолираниот излез.   Будущи студии можат да вклучат онлајн контролери за оптимална модулација на конвертерот и процедури за оптимален дизајн на компонентите на конвертерот, како на пример излезните TBB индуктори.

Извор: IEEE Xplore

Изјава: Поштовање првото, добри статии се вредни за делење, ако постои нарушение на авторските права се контактира за брисање