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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

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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


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 .

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