Convertidor dc/dc resonante en serie de tres puertos para aplicaciones de carga automotriz
Autores: Schäfer, Jannik; Kolar, Johann Walter
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Convertidor dc/dc resonante en serie de tres puertos para aplicaciones de carga automotriz
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Red de distribución de energía
Vehículos eléctricos
Potenciales de voltaje
Aislamiento galvánico
Convertidor CC/CC
Cargador de VE
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En la red de distribución de energía de vehículos eléctricos (VE), es necesario interconectar múltiples potenciales de voltaje diferentes para permitir un flujo de energía arbitrario entre las diversas fuentes de energía y las diferentes cargas eléctricas. Sin embargo, entre los diferentes potenciales, el aislamiento galvánico es absolutamente necesario, ya sea por razones de seguridad y/o debido a diferentes esquemas de puesta a tierra. Este artículo presenta una topología de convertidor DC/DC de tres puertos aislados, que, en combinación con un rectificador PFC aguas arriba, puede ser utilizado como cargador de VE combinado para interconectar la red monofásica de CA, la batería de alto voltaje (HV) y el bus de bajo voltaje (LV) en los VE. La topología propuesta comprende dos partes de convertidor controladas sinérgicamente y magnéticamente acopladas, a saber, un convertidor resonante en serie entre el capacitor de enlace CC del lado PFC y la batería HV, así como un circuito de puente completo desfasado en la parte LV, y se caracteriza principalmente por su simplicidad en términos de control y complejidad de circuito. Para este convertidor, se propone y analiza de manera exhaustiva un esquema de modulación de conmutación suave, teniendo en cuenta todos los componentes parásitos de una implementación real del convertidor. Basándose en este análisis, se discute el diseño de un prototipo de 500/500/15, buscando la mayor densidad de potencia posible y los costos de fabricación más bajos posibles, utilizando devanados integrados en PCB para todos los componentes magnéticos. El demostrador de hardware logra una eficiencia medida a plena carga en modo de carga del 96.5% para condiciones operativas nominales y una densidad de potencia de .
Descripción
En la red de distribución de energía de vehículos eléctricos (VE), es necesario interconectar múltiples potenciales de voltaje diferentes para permitir un flujo de energía arbitrario entre las diversas fuentes de energía y las diferentes cargas eléctricas. Sin embargo, entre los diferentes potenciales, el aislamiento galvánico es absolutamente necesario, ya sea por razones de seguridad y/o debido a diferentes esquemas de puesta a tierra. Este artículo presenta una topología de convertidor DC/DC de tres puertos aislados, que, en combinación con un rectificador PFC aguas arriba, puede ser utilizado como cargador de VE combinado para interconectar la red monofásica de CA, la batería de alto voltaje (HV) y el bus de bajo voltaje (LV) en los VE. La topología propuesta comprende dos partes de convertidor controladas sinérgicamente y magnéticamente acopladas, a saber, un convertidor resonante en serie entre el capacitor de enlace CC del lado PFC y la batería HV, así como un circuito de puente completo desfasado en la parte LV, y se caracteriza principalmente por su simplicidad en términos de control y complejidad de circuito. Para este convertidor, se propone y analiza de manera exhaustiva un esquema de modulación de conmutación suave, teniendo en cuenta todos los componentes parásitos de una implementación real del convertidor. Basándose en este análisis, se discute el diseño de un prototipo de 500/500/15, buscando la mayor densidad de potencia posible y los costos de fabricación más bajos posibles, utilizando devanados integrados en PCB para todos los componentes magnéticos. El demostrador de hardware logra una eficiencia medida a plena carga en modo de carga del 96.5% para condiciones operativas nominales y una densidad de potencia de .