مبدل های دو طرفه انتقال جریان DC-DC


( سیارک)در سال های اخیر، استفاده از مبدل های DC-DC دو طرفه (BDC) در کاربردهای مختلف، در حال توسعه است. خانواده جدیدی از مبدل های دو طرفه انتقال جریان صفر غیر ایزوله، معرفی شده است. مبدل های DC-DC دوطرفه غیر ایزوله ابتدایی، با ترکیب مبدل های DC-DC ابتدایی بدست می آیند و قادر به انتقال انرژی بین دو منبع DC با استفاده از دو سوئیچ اصلی هستند. در مبدل های دو طرفه پیشنهادی، به جای استفاده از دو مدار کمکی مستقل برای هر سوئیچ اصلی، اجزای یکسان با یک سوئیچ کمی، برای فراهم کردن کموتاسیون نرم در هر دو حالت عملکرد سیستم، استفاده می شوند. به علاوه، محدوده کلیدزنی نرم در مبدل های پیشنهادی، به نسبت وظیفه وابسته نیست و مدار کمکی، تنها یک بار در سیکل کلیدزنی استفاده می شود که این منجر به یک مدار کنترل ساده می گردد. وزن کم، حجم کوچک، بازده بالا و سادگی کنترل، مهم ترین مزایای مبدل های پیشنهادی هستند. مبدل باک و بوست دو طرفه، برای هر دو حالت باک و بوست، کاملا تحلیل شده است. 

BDC ها قادر به انتقال انرژی بین منابع DC در هر جهتی هستند. از آنجا که BDC ها قادر به حفظ جهت حرکت جریان هستند، این مبدل ها به صورت فزاینده ای در کاربردهایی مانند خودروهای ترکیبی الکتریکی/ سلول سوختی ، منابع تغذیه بدون وقفه ، برابر سازی سلول سوختی و باتری و کاربردهای فتوولتائیک استفاده می شوند.
BDC های مختلف، می توانند به BDC های غیر ایزوله و BDC های ایزوله، تقسیم شوند. نوع ایزوله، در هنگامی مورد نیاز است که سمت های ورودی و خروجی مبدل نتوانند به صورت همزمان زمین شوند یا بهره ولتاژ بالایی مورد نیاز باشد. در این حالت، یک ترانسفورمر مورد نیاز است که منجر به هزینه و تلفات بالاتری می شود. لذا، وقتی نسبت ولتاژ بالایی مورد نیاز نیست، BDC های غیر ایزوله، همیشه به علت ساختار و طرح کنترل ساده آنها به کار گرفته می شوند. چهار BDC غیر ایزوله ابتدایی، با ترکیب مبدل های ابتدایی (باک، بوست، باک- بوست، کاک، سپیک و زتا) بدست می آیند. مبدل های حاصل، باک و بوست، باک- بوست/ باک- بوست، سپیک/ زتا و کاک/ کاک هستند.
برای کاهش حجم مبدل های کلیدزنی و افزایش چگالی توان، فرکانس کلیدزنی بالایی مورد نیاز است. با این وجود، در مبدل های کلیدزنی سخت، هنگامی که فرکانس زیاد می شود، تلفات کلیدزنی و تداخل الکترومغناطیسی افزایش می یابد. برای حل این مسائل، مبدل های کلیدزنی نرم، به کار می روند. ( سیارک)
در مقایسه با مبدل های یک طرفه، توسعه کلیدزنی نرم برای BDC ها، به علت سوئیچ های بیشتر و جریان انرژی پیچیده، چالش بیشتری دارد. انتقال ولتاژ صفر (ZVT) و انتقال جریان صفر (ZCT)، دو روش هستند که تابع کلیدزنی نرم را با استفاده از مدارهای کمکی، در مبدل های مدولاسیون پهنای پالس (PWM) متداول، ایجاد می کنند . برخی از این مدارهای کمکی، برای BDC های غیر ایزوله به منظور بدست آوردن کموتاسیون نرم، به کار می روند.

برای جلوگیری از پیچیدگی در BDC های ZVT و ZCT، اشتراک عناصر کمکی برای فراهم کردن کلیدزنی نرم در هر دو جهت گردش توان، مطلوب است. در ، ایده مدارهای کمکی که قبلا در  معرفی شده، به کار رفته و در نتیجه، تعداد اجزای کمکی، کاهش یافته است (یک سلف، دو سوئیچ کمکی و یک خازن اسنابر). با این وجود، در ، سوئیچ های کمکی، تحت وضعیت کلیدزنی سخت، خاموش می شوند. در ، وضعیت کلیدزنی نرم، در نسبت های وظیفه کمتر از 5/0 از دست رفته است. در ، سوئیچ های اصلی و سوئیچ کمکی، در هر سیکل کلیدزنی سوئیچ می شوند که منجر به تلفات کلیدزنی بالاتر و پیچیدگی مدار کنترل می شود. یک ZVT BDC درپیشنهاد شده که از مدار کمکی معرفی شده در ، استفاده می کند.

در ، همه سوئیچ ها، دارای کلیدزنی نرم هستند و نسبت وظیفه، محدود نیست. با این وجود، دو ولتاژ ورودی تفکیک شده بوسیله افزودن دو خازن برابر بین خط ورودی و زمین، مورد نیاز است. به علاوه، به منظور متعادل کردن خازن ها، مدار کمکی، دو بار در یک سیکل کلیدزنی به کار می رود که منجر به یک مدار کنترل پیچیده تر و افزایش تلفات کلیدزنی می شود. در ، ترکیبی از مبدل های باک ZVT و بوست ZVT، استفاده شده است. اما مشکل این مبدل، تعداد بالای عناصر مدار است. همچنین، در، ترکیبی از بوست ZVT و باک ZCT و در ، ترکیبی از بوست ZCTو باک ZCT ، با عناصر تشدید، یکسان، استفاده شده اند. در، تعداد عناصر کمکی، کاهش یافته است، اما همچنان دو سوئیچ کمکی، مورد نیاز است.ترجمه  itrans.ir 

نظرات

برای ارسال نظر باید وارد حساب کاربری شوید. ورود یا ثبت نام