Converter

Предмети:

въведение
Преглед на системата HV
Работа на преобразувателя
Boost конвертор

Предговор:
Ние намираме преобразуватели в хибридни и изцяло електрически превозни средства. Преобразувателят преобразува високо постоянно напрежение в ниско постоянно напрежение. Затова наричаме този компонент DC-DC преобразувател. Високото напрежение от HV акумулатора от 200 до 600 волта (в зависимост от автомобила) се преобразува в преобразувателя в 14 волта постоянен ток за бордовия акумулатор. Електрическите компоненти в интериора и екстериора (като осветление, радио, ключалки на вратите, електрически двигатели за прозорци и др.). се захранват с напрежение и ток от тази батерия.

Преобразувателят е вграден в автомобила като негов собствен високоволтов компонент. Връзката за кабела за високо напрежение се разпознава по оранжевата пластмасова капачка.

Преобразувателят съдържа две намотки със сърцевина от меко желязо между тях. Силен ток протича през намотките. Поради отделянето на топлина преобразувателят е свързан към охладителната система. Циркулиращата охлаждаща течност абсорбира топлината и я предава на радиатора.

Преглед на системата HV:
Високото напрежение от HV батерията се изпраща към инвертор провежда. Преобразуването от DC в AC се извършва в инвертора (напрежението се инвертира от DC към AC напрежение). Електрическият двигател ВН (синхронен или асинхронен) се задвижва с това променливо напрежение.

HV батерията също захранва DC-DCконвертор който преобразува високото напрежение в бордово напрежение от 12 до 14 волта.

Следната фигура показва схематично компонентите на системата за високо напрежение.

Работа на конвертора:
Преобразувателят е монтиран между HV батерията и 12-волтовата бордова батерия. Следното изображение показва компонентите отляво надясно:

12 волта бордова батерия;
кондензатор (elco);
потискаща намотка (за филтриране на високочестотни пикове);
диоди (изправители);
трансформатор с галванично изолирани намотки;
H-мост с четири транзистора;
HV батерия

Прехвърлянето на високо напрежение до 14 волта става чрез индукция на намотки. Връзката между системите за ниско и високо напрежение е галванично изолирана: това означава, че няма проводима връзка между двете системи.

De входящи намотка (N2, HV страна) осигурява променливо магнитно поле в сърцевината от меко желязо. The Изходящ намотка (N1, 14-волтова страна) е в променливо магнитно поле. Това създава напрежение.

ECU на системата HV включва транзисторите T2 и T3 (вижте следващата фигура). По този начин транзистор T2 свързва положителния полюс на HV батерията към дъното на първичната намотка. Токът напуска горната част през намотката и се връща обратно към отрицателния полюс на HV батерията през транзистора T3.

Първичният ток предизвиква магнитно поле в трансформатора, което генерира напрежение във вторичната намотка. Генерираното магнитно поле и следователно напрежението са по-ниски във вторичната намотка, отколкото в първичната намотка. Лявата батерия и кондензаторът се зареждат с постоянно напрежение около 14,4 волта.

Трансформаторът работи само с променливо напрежение. Тъй като батериите доставят само директно напрежение, чрез включването и изключването на транзисторите се създава променливо магнитно поле.

Поради тази причина транзисторите Т2 и Т3 се изключват, след което незабавно се включват Т1 и Т4. Токът в първичната намотка сега тече в обратна посока (отгоре надолу). В резултат на това в трансформатора се генерира противоположно магнитно поле и следователно също противоположно напрежение във вторичната намотка. Също така в тази ситуация напрежението на зареждане на батерията и кондензатора е около 14,4 волта.

Пример:

AC in: 201,6 волта;
N1: 210 оборота, R = 27,095 Ω;
N2: 15 оборота, R = 0,138 Ω;
Коефициент на намотка (i) = N1 : N2 = 210:15 = 14;
AC изход = AC in : i = 201,6 : 14 = 14,4 волта;
P in = U^2 : R = 201,6^2 : 27,095 = 1500 вата;
P изход (без загуби) = U^2 : R = 14,4 : 0,138 = 1500 вата;
Ефективност = 90%;
P изход (действителен) = P изход * ефективност = 1500 * 0,9 = 1350 вата;
Ток на батерията (I) = P : U = 1350 : 14,4 = 93,75 ампера.

Усилващ конвертор:
Изображението по-долу показва общ преглед на системата, включително усилващия преобразувател и инвертор на Toyota Prius.

Напрежението на батерията от 201,6 волта се преобразува в директно напрежение от 650 волта в усилващия преобразувател. Намотка и два IGBT (транзистора) се използват за генериране на индукционно напрежение. Бобината на реактора е показана в усилващия преобразувател между кондензатора (вляво) и IGBT T1 и T2. Чрез непрекъснато задвижване/незадвижване на транзисторите се генерира индукционно напрежение в бобината на реактора, което кара кондензатора да се зарежда.
Диодът гарантира, че напрежението на зареждане се увеличава, докато напрежението достигне 650 волта.

Свързани страници: