关键字 |
回程直流-直流转换器、双向、类E转换器,混合动力电动汽车 |
介绍 |
电力供应,这是广泛使用在工业应用中,往往需要满足下列全部或大部分需求。 |
1。源和负载之间的隔离。 |
2。高功率密度的大小和重量。 |
3所示。控制功率流的方向。 |
4所示。高的转换效率。 |
正常的直流-直流转换器不满足这些需求。孤立的转换器的回程和向前转换器可以满足上述要求。 |
电力电子是一个使能技术的电动或混合动力电动汽车的发展。交流和直流电机驱动电动和混合动力电动汽车中使用,有效控制的基本要求是,电力电子电路应该能够处理双向功率流,即。从电池,能量转移应该有可能在汽车运动模式和运动在再生电池。现在,需要双向功率变换器应该适当的检查。电池可以作为直流总线如果电动机额定的电压水平。因此,双向功率流不是一个双向电源处理能力的问题,因为一个标准的两级三相逆变器也沉没和采购电池的容量。然而,牵引电动机应该为更高的额定电压给定额定功率达到更高的效率。因此,应该保持足够高的直流总线电压与电机额定电压相匹配。这个问题可以解决通过连接电池串联。然而,如果太多的电池串联连接,电池的体积效率归结。因此,有必要对双向变换器与高压直流总线接口lowvoltage电池并维护一个双向功率流。 |
我们知道通常电动机额定高电压,电流将减少和驱动器的效率将会提高。但是电池电压通常是低,这将与电动机电压不匹配。需要电池和电动机之间的接口设备。这一个多相bi方向反激变换器用于这个项目。各种类型的直流直流转换器和引入混合动力电动汽车下面。 |
直流-直流功率转换器用于各种各样的应用程序,包括电源为个人电脑、办公设备、飞行器动力系统、笔记本电脑、电信设备,以及混合动力汽车、燃料电池汽车、可再生能源系统。在电动汽车的应用程序中,一个辅助储能电池吸收再生能源电机的反馈。因此,双向直流-直流转换器所需的电力是由辅助电池以提高高压总线在车辆启动、加速和爬坡能力反向电流的方向,从而,双向直流-直流转换器被越来越多地用于实现两个直流电源之间的权力交接。 |
最近提出的拓扑主要使用软开关技术。[1]提出了一种新型软开关拓扑为zeta-fly-back转换器,[2]提出了一种双向直流-直流变换器拓扑结构和双重halfbridge拓扑的优势双重全桥拓扑而言,减少设备数量。[3]提出了一种双向与佐回程电源转换器。[4]提出了一种双向直流-直流转换器与许多交叉巴克为汽车应用程序阶段。除了多相操作,电源转换器还应该能够接口多种能源电池。[5 - 7]提出一个方案,多种能源和电池连接到直流总线,和直流总线作为结点能量转移。 |
二世。文献调查 |
电力电子是一个使能技术的电动或混合动力电动汽车的发展。交流和直流电机驱动电动和混合动力电动汽车中使用,有效控制的基本要求是,电力电子电路应该能够处理双向功率流,即。从电池,能量转移应该有可能在汽车运动模式和运动在再生电池。现在,需要双向功率变换器应该适当的检查。电池可以作为直流总线如果电动机额定的电压水平。因此,双向功率流不是一个双向电源处理能力的问题,因为一个标准的两级三相逆变器也沉没和采购电池的容量。然而,牵引电动机应该为更高的额定电压给定额定功率达到更高的效率。因此,应该保持足够高的直流总线电压与电机额定电压相匹配。这个问题可以解决通过连接电池串联。然而,如果太多的电池串联连接,电池的体积效率归结。因此,有必要对双向变换器与高压直流总线接口lowvoltage电池并维护一个双向功率流。 |
[1]告诉,环境友好的日益增长的需求和更高的燃油经济性汽车,汽车公司专注于电动汽车,混合动力电动汽车(hev),插电式混合动力电动汽车(插电式混合动力车)和燃料电池汽车。这些车辆也会使会议要求电力由于日益广泛使用的电子特性来改善车辆性能、燃油经济性、排放、旅客舒适度和安全。在电动汽车,戊肝病毒、插电式混合动力车和燃料电池汽车,挑战是实现效率高、强度、小尺寸、低成本电力转换器和电机,以及相关的电子产品 |
三世。BI定向直流-直流转换器 |
巴克等基本直流-直流转换器,提高转换器(及其衍生物)没有双向功率流的能力。这个限制是由于存在结构的二极管防止反向电流。一般来说,一个单向直流-直流转换器可以变成了双向变换器取代与可控开关二极管的结构。大多数现有的双向直流-直流转换器分为通用电路结构如图1.1所示,它的特点是现任美联储或电压美联储一侧。基于辅助能源储存的位置,可以分为双向直流-直流变换器巴克和刺激类型。巴克类型是能量储存放置在高压端,和刺激类型是放置在低压侧。实现双面功率流在双向直流-直流转换器,转换细胞应该把当前的两个方向。它通常是使用一个单向半导体电源开关实现电力MOSFET等(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)并联一个二极管;因为双面电流电源开关是不可用的。 |
四、回扫转换器 |
飞回转换器基于buck-boost转换器。图2 (a)描述了基本buck-boost转换器,意识到使用场效应晶体管和二极管的开关。在图2 (b),电感绕组构造使用两个电线,以1:1的比例。 |
电感器的基本功能不变,并行线圈相当于一个绕组构造更大的电线。在图2 (c),两个绕组之间的联系被打破。一个绕组使用晶体管Q1进行时,而另一个绕组时使用二极管D1进行。总电流电路的两个绕组不变图2 (b);然而,当前现在分布式绕组之间的不同。电感器内部的磁场在两种情况下是相同的。虽然双线圈磁设备使用相同的符号来表示变压器,更具描述性的名字是“两个绕组电感器”。这个设备有时也称为“回扫变压器”。 |
同时与理想变压器,电流不流回扫变压器的绕组。图1.9 (d)说明了一般的飞回转炉的配置。MOSFET源连接到主面,简化了栅极驱动电路。变压器极性是相反,获得积极的输出电压。介绍了一个1:n的匝比;这允许更好的变换器优化 |
诉提出概念 |
多相bi的设计方向飞回转炉为电压提高提供高增益和还提供bi定向功率处理能力。它维护功能,如获得高增益、大负载变化和低输出纹波电流。提出multi-power-port拓扑能够处理多个电源,仍然保持简单和功能获得高增益、大负载变化,降低输出电流纹波,parallel-battery能源由于模块化结构的能力。 |
多的原型的基本框图电源端口(MPP),构建了混合动力电动汽车的应用程序图3所示。电路的核心是双向反激变换器直流-直流转换器提供电压提高高增益和bi定向能力处理能力,因为提供多个电源端口电路有更大的灵活性,可用于任何其他目的通过端口。这力量来自电池直流环节通过bi定向飞回转换器以及功率流从直流电池链接到bi定向飞回转换器。单相电源对电池充电。权力示意图的建议如果我们观察它允许权力从不同来源和不同来源也是供电。这种特性称为多个港口。(MPP)。一个四阶段转换器使用IGBT的构造。 |
我们知道,飞回转换器的输出电压 |
输出电压= Vin * (D /一维) |
= Vin (0.75 / 1 - 0.75) |
= 3 Vin |
输出电压输入电压提高了3倍。 |
在反向功率流,有源开关S2, S4, S6, S8得到开关脉冲的25%的关税周期90 A¢¦阶段转移到对方,见Fig.3.3 (b)。在这种情况下 |
输出电压 |
输出电压= Vin * (D /一维) |
= Vin (0.25 / 1 - 0.25) |
=(1/3)葡萄酒 |
输出电压3倍下台。 |
VI。仿真软件模型 |
仿真软件模型四个阶段bi定向回扫转换器是图4所示。为了验证提出的变换器的性能、规格和电路组件被选为名义电池voltage-60Volts frequency-20k切换。赫兹,脉冲宽度。期向前开关- 75%(%),反向开关- 25%时间(%) |
IGBT参数:内部resistance-1e-3缓冲器resistance-1e5, |
电感参数:Winding1自我阻抗,R = 0.0003, 2 L = 1.1 e-05绕组固有阻抗图5 & 6把模型的情节。 |
七世。结论 |
这项工作提出了一个四阶段的双向反激变换器直流-直流转换器是角色的MPP电动和混合动力电动汽车应用程序接口。本文的四个阶段双向反激变换器被模拟和验证的结果。在仿真中,可以看出输出终端几乎是500伏特的电压。也注意到,当前在开始的时候是非常高的。这个值的电流减少了使用一种称为软启动的技术。用这种技术的当前值是正常的在开始的时候。这个转换器获得的特性非常适合于混合动力电动汽车。最后这个转换器应用于一个通过一个逆变器3-ph感应电动机。 |
数据乍一看 |
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引用 |
- B.-R。林和F.-Y。谢长廷,“软交换zeta-flyback转换器buck-boost类型的主动夹,“IEEE反式。印第安纳州。电子。,vol.54,不。5日,第2822 - 2813页,2007年10月。
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- o·加西亚,p . Zumel a·德·卡斯特罗和j·a . Cobos”汽车直流-直流双向转换器由许多交叉巴克阶段,“IEEE反式。电力电子。,21卷,不。6、2006年5月,页578 - 586。
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