Ключові слова
bidirectional DC-DC converter
fast energy conversion
hybrid electric vehicle системи накопичення електроенергії
двонаправлений перетворювач постійної напруги
швидке перетворення енергії
гібридний електромобіль
Як цитувати
Анотація
Розглянуто електромагнітні процеси у двонаправленому перетворювачі постійного струму під час використання асиметричного інвертора в акумуляторній системі енергонакопичення задля керування потоком енергії між джерелами з різним рівнем напруги. Визначено основні переваги двонаправлених перетворювачів на основі топології асиметричного інвертора. Перша перевага полягає у відсутності наскрізних струмів завдяки усуненню комбінацій послідовного з’єднання активних силових ключів на інтервалах комутації. Друга перевага полягає в покращенні динамічних властивостей силових ключів за рахунок використання зовнішніх дискретних діодів замість внутрішніх в силових ключах, що дає змогу значно зменшити енергію, яка розсіюється в процесі зворотного відновлення силового ключа. У роботі запропоновано шлях вдосконалення структури асиметричного інвертора з магнітопов’язаним дроселем для двонаправленого перетворювача постійного струму за допомогою додаткового дроселя, який усуває небажані циркуляційні струми у перетворювачі, що призводять до втрат потужності. Отримано аналітичні вирази для розрахунків приростів струмів на інтервалах комутації у магнітопов'язаному дроселі та визначено взаємозв'язок між його індуктивністю та параметрами джерел електроживлення, за яких циркуляційні струми відсутні. Бібл. 16, рис. 7.
Посилання
Zharkin A.F., Novsky V.O., Martynov V.V., Pazieiev A.G. Provision of high quality power supply in distribution networks with renewable energy sources. Visnyk NTU KhPI. Seriia: Elektrychni mashiny ta elektromekhanichne peretvorennia enerhii. 2019. Vol. 20(1345). Pp. 4-14. DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.01. (Ukr)
Yurchenko O.M., Martynov D.V., Martynov V.V. Research of a Bidirectional Voltage Converter for Application in Energy Storage Systems. Pratsi Instytutu elektrodynamiky NAN Ukrainy. 2023. Vyp. 65. Pp. 121-126. DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2023.65.121. (Ukr)
El Fadil H., Giri F. Sliding Mode Control of Fuel Cell and Supercapacitor Hybrid Energy Storage System. IFAC Proceedings Volumes. 2012. Vol. 45. No 21. Pp. 669-674. DOI: https://doi.org/10.3182/20120902-4-FR-2032.00117.
Meng Z., Wang Y.-F., Yang L., Li W. High Frequency Dual-Buck Full-Bridge Inverter Utilizing a Dual-Core MCU and Parallel Algorithm for Renewable Energy Applications. Energies. 2017. Vol. 10(3). 402. DOI: https://doi.org/10.3390/en10030402.
Akbar F., Khan U.A., Khan A.A., Ahmed H.F., Elkhateb A., Cha H., Park J.-W. Dual-Buck ThreeSwitch Leg Converters with Reduced Number of Passive Components. IEEE Transactions on Power Electronics. 2022. Vol. 37. No 11. Pp. 13484-13498. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2022.3183834.
Sun P., Liu C., Lai J.-S., Chen C.-L. Cascade Dual Buck Inverter With Phase-Shift Control. IEEE Transactions on Power Electronics. 2012. Vol. 27. No 4. Pp. 2067-2077. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2011.2169282.
Liu J., Yan Y. A Novel Hysteresis Current Controlled Dual Buck Half Bridge Inverter. PESC Record - IEEE Annual Power Electronics Specialists Conference, Acapulko, Mexico, 15-19 June 2003. Vol. 4. Pp. 1615-1620. DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.2003.1217699.
Yao Z., Xiao L., Yan Y. Control Strategy for Series and Parallel Output Dual-Buck Half Bridge Inverters Based on DSP Control. IEEE Transactions on Power Electronics. 2008. Vol. 24. No 2. Pp. 434–444. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2008.2007117.
Yao Z., Xiao L., Yan Y. Dual-Buck Full-Bridge Inverter With Hysteresis Current Control. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2009. Vol. 56. No 8. Pp. 3153–3160. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2009.2022072.
Patarroyo-Gutierrez L.D., Hernández Gómez O.M., Jiménez López F.R. El inversor dual buck de inductor simple: control de voltaje y procedimiento para obtener su modelo matemático. Revista EIA. 2024. Vol. 21. No 41. Art. no. 4117. Pp.1-21. DOI: https://doi.org/10.24050/reia.v21i41.1692.
Qian H., Zhang J., Lai J.-S., Yu. W. A high-efficiency grid-tie battery energy storage system. IEEE Transactions on Power Electronics. 2011. Vol. 26. No 3. Pp. 886-896. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2010.2096562.
Gu B., Dominic J., Chen B., Lai J.-S. A high-efficiency single-phase bidirectional AC-DC converter with miniminized common mode voltages for battery energy storage systems. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Denver, CO, USA, 15-19 September 2013. Pp. 5145-5149. DOI: https://doi.org/10.1109/ECCE.2013.6647396.
Salmon J., Ewanchuk J., Knight A. PWM Inverters Using Split-Wound Coupled Inductors. IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Edmonton, AB, Canada, 05-09 October 2008. Pp. 1-8. DOI: https://doi.org/10.1109/08IAS.2008.299.
Guo S., Huang A.Q. Control and analysis of the high efficiency split phase PWM inverter. 2014 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 2014), Fort Worth, TX, USA, 16-20 March 2014. Pp. 2415-2420. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.2014.6803641.
Rudenko Yu.V. Mode of Averaging of Pulse DC Converter Model. Tekhnichna Elektrodynamika. 2017. No 3. Pp. 42-48. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.03.042. (Rus).
Martynov V.V., Rudenko Yu.V. Load characteristics of an asymmetric inverter with a magnetically coupled choke. Visnyk NTU KhPI. 2017. Vol. 27 (1227). Pp. 234-237. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/33883. (Rus).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Array