Diseño de inversores de nitruro de galio con circuitos snubber compatibles para implementar la carga inalámbrica de baterías de vehículos eléctricos
Autores: Rahmani, Fatemeh; Niknejad, Payam; Agarwal, Tanushree; Barzegaran, Mohammadreza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Diseño de inversores de nitruro de galio con circuitos snubber compatibles para implementar la carga inalámbrica de baterías de vehículos eléctricos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Transferencia de energía inalámbrica
Transistores de potencia GaN
Circuitos snubber
Inversor
Baterías de vehículos eléctricos
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de transferencia de energía inalámbrica (WPT) de alta frecuencia proporciona una compatibilidad superior en la alineación con varios estándares de WPT. Sin embargo, se requieren sistemas de conmutación de potencia monofásicos de alta eficiencia y compactos con circuitos snubber ideales para maximizar la capacidad de transferencia de potencia. Esta investigación tiene como objetivo desarrollar un inversor utilizando transistores de potencia de nitruro de galio (GaN), circuitos snubber RCD (resistor/capacitor/diodo) optimizados y controladores de puerta, cada uno beneficiando la tecnología WPT al reducir las pérdidas por conmutación y conducción en la carga de baterías de vehículos eléctricos. Se simuló un inversor GaN de puente completo e instituyó como parte del diseño del circuito de carga inalámbrica. Los circuitos RCD se ajustaron transfiriendo la máxima potencia desde la fuente de alimentación al inductor del transmisor. Para verificar la salida simulada, se implementaron experimentos a escala de laboratorio para dos medios puentes controlados por controladores de puerta con circuitos snubber correspondientes. Después de autenticar los resultados de salida, se probó el inversor GaN con un rango de entrada de 30 V para deducir el éxito de la carga de baterías de vehículos eléctricos dentro de un marco de tiempo eficiente. El inversor desarrollado, a una frecuencia de 80 kHz, se aplicó en lugar de una placa de evaluación lista para usar, reduciendo completamente la distorsión armónica y aumentando considerablemente la eficiencia del sistema WPT (~93%). A su vez, el inversor GaN diseñado ofrece considerables ahorros de energía, resultando en una solución más rentable para los fabricantes.
Descripción
La tecnología de transferencia de energía inalámbrica (WPT) de alta frecuencia proporciona una compatibilidad superior en la alineación con varios estándares de WPT. Sin embargo, se requieren sistemas de conmutación de potencia monofásicos de alta eficiencia y compactos con circuitos snubber ideales para maximizar la capacidad de transferencia de potencia. Esta investigación tiene como objetivo desarrollar un inversor utilizando transistores de potencia de nitruro de galio (GaN), circuitos snubber RCD (resistor/capacitor/diodo) optimizados y controladores de puerta, cada uno beneficiando la tecnología WPT al reducir las pérdidas por conmutación y conducción en la carga de baterías de vehículos eléctricos. Se simuló un inversor GaN de puente completo e instituyó como parte del diseño del circuito de carga inalámbrica. Los circuitos RCD se ajustaron transfiriendo la máxima potencia desde la fuente de alimentación al inductor del transmisor. Para verificar la salida simulada, se implementaron experimentos a escala de laboratorio para dos medios puentes controlados por controladores de puerta con circuitos snubber correspondientes. Después de autenticar los resultados de salida, se probó el inversor GaN con un rango de entrada de 30 V para deducir el éxito de la carga de baterías de vehículos eléctricos dentro de un marco de tiempo eficiente. El inversor desarrollado, a una frecuencia de 80 kHz, se aplicó en lugar de una placa de evaluación lista para usar, reduciendo completamente la distorsión armónica y aumentando considerablemente la eficiencia del sistema WPT (~93%). A su vez, el inversor GaN diseñado ofrece considerables ahorros de energía, resultando en una solución más rentable para los fabricantes.