Penukar DC-DC Berasing Dua Tahap untuk Aplikasi Pengisian Bateri

     Kertas ini mencadangkan dan menganalisis pengubahsuaran dc-dc dua tahap yang terasing untuk aplikasi pengecasan kenderaan elektrik, di mana kecekapan tinggi diperlukan dalam julat voltan bateri yang luas. Litar pengubahsuaran yang dicadangkan terdiri daripada tahap isolasi pertama dengan struktur resonan CLLC dan pengatur buck dua input kedua. Trafo pada tahap pertama direka sedemikian sehingga dua voltan outputnya sepadan, secara ideal, dengan voltan minimum dan maksimum yang diharapkan untuk disediakan kepada bateri. Kemudian, tahap kedua menggabungkan voltan yang disediakan oleh tahap isolasi sebelumnya untuk mengatur voltan output seluruh pengubahsuaran. Tahap pertama sentiasa dioperasikan pada resonan, dengan fungsi tunggal memberikan isolasi dan nisbah pengubahsuaran tetap dengan kerugian minimum, manakala tahap kedua membolehkan pengaturan voltan output dalam julat voltan bateri yang luas. Secara keseluruhan, ditunjukkan bahawa penyelesaian ini mempunyai kecekapan pengubahsuaran tinggi dalam julat voltan output yang luas.

1.Pendahuluan.

    Pengangkutan elektrik semakin mendapat tempat di banyak negara disebabkan kebimbangan yang meningkat tentang pelepasan gas rumah hijau global dan bekalan serta penghabisan bahan api fosil. Kebimbangan-kebimbangan ini telah mendorong pertumbuhan eksponensial permintaan untuk kenderaan elektrik (EVs) . Permintaan yang tinggi ini bersama-sama dengan usaha untuk jarak yang lebih jauh dan masa pengecasan yang lebih singkat mendorong generasi baru EVs yang melaksanakan kapasiti bateri dan kadar pengecasan yang lebih tinggi. Oleh itu, stesen pengecasan EV baru diperlukan untuk menyediakan lebih banyak kuasa, lebih cepat daripada sebelumnya.

2.Struktur dan Prinsip Operasi.

    Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar.  pengubahsuaran dua tahap yang dicadangkan terdiri daripada tahap isolasi pertama berdasarkan pengubahsuaran resonan LLC, dan tahap post-regulator kedua berdasarkan pengubahsuaran buck.   Post-regulator tersebut bertanggungjawab untuk pengaturan voltan output dan dipasok oleh pengubahsuaran DCX dua output yang berkadar tinggi, dengan voltan sekunder V1 dan V2.   Dari Gambar., ia jelas bahawa tekanan voltan post-regulator, iaitu, V1−V2, adalah lebih rendah daripada voltan output Vo, yang seterusnya membolehkan peranti pemutus dengan rintangan on yang lebih kecil serta kerugian pemutusan yang lebih rendah.

3.Reka Bentuk Tahap LLC Dijalankan Sebagai DCX.

     Apabila tangki resonan LLC dioperasikan pada frekuensi resonan, nisbah pengubahsuaran voltan menjadi secara ideal tidak bergantung pada beban sebenar. Dengan kata lain, pengubahsuaran LLC mengekalkan nisbah pengubahsuaran voltan yang tetap dan menyesuaikan arusnya secara automatik, mengikut keadaan beban, bertindak sebagai DCX. Dalam keadaan operasi ini, LLC menunjukkan kecekapan maksimum, dengan aliran kuasa reaktif minimum dan syarat pemutusan voltan sifar (ZVS) dan arus sifar (ZCS) sentiasa dipenuhi . Perlu diketahui, operasi DCX LLC tidak memerlukan induktor resonan luaran, kerana hasil pengubahsuaran adalah tetap. Penyelesaian setara berdasarkan FB-LLC resonan yang direka untuk beroperasi dalam julat voltan output yang sama dijangka menunjukkan kerugian yang lebih tinggi daripada LLC dalam keadaan DCX yang kekal.

4.Kesimpulan

     Prestasi pengubahsuaran yang merangkumi seluruh julat kuasa dan voltan telah dilaporkan secara eksperimen, menunjukkan kecekapan tinggi dalam julat keadaan operasi yang luas, dengan merekod kecekapan puncak 98.63% pada voltan output 500V dan kuasa yang dipindahkan 7kW.   Dalam aplikasi akhir, sambungan siri atau selari modul-modul pelbagai boleh dipertimbangkan untuk penskalaan penilaian voltan atau arus pelaksanaan akhir, berkat output yang terasing.   Kajian masa depan mungkin termasuk pengawal dalam talian untuk modulasi pengubahsuaran optimum dan prosedur untuk reka bentuk optimum komponen-komponen pengubahsuaran, seperti induktor TBB output.

Sumber: IEEE Xplore

Kenyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dibagi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus