Teemad:
- Sissejuhatus
- Ülevaade HV süsteemist
- Konverteri töö
- Võimendusmuundur
Eessõna:
Leiame muundureid hübriid- ja täiselektrilistes sõidukites. Konverter muudab kõrge alalispinge madalaks alalispingeks. Seetõttu nimetame seda komponenti DC-DC muunduriks. Kõrgpinge aku kõrgepinge 200–600 volti (olenevalt sõidukist) muundatakse muunduris pardaaku jaoks 14-voldisteks alalisvooluks. Elektrilised komponendid sees ja väljas (nagu valgustus, raadio, ukselukud, elektrilised aknamootorid jne). neid toidab see aku pinge ja vooluga.
Konverter on sõidukisse sisse ehitatud eraldiseisva kõrgepingekomponendina. Kõrgepingekaabli ühenduse tunneb ära oranži plastkorgi järgi.
Konverter sisaldab kahte pooli, mille vahel on pehme rauast südamik. Mähiste kaudu voolab tugev vool. Soojuse arengu tõttu on muundur ühendatud jahutussüsteemiga. Ringlev jahutusvedelik neelab soojuse ja edastab selle radiaatorisse.
Ülevaade HV süsteemist:
Kõrgepinge aku kõrgepinge suunatakse tagurpidi viib läbi. Alalisvoolust vahelduvvooluks muundamine toimub inverteris (pinge inverteerub alalisvoolult vahelduvpingeks). Kõrgepinge elektrimootor (sünkroonne või asünkroonne) käivitatakse selle vahelduvpingega.
HV aku toidab ka DC-DCConverter mis muundab kõrgepinge pardapingeks 12–14 volti.
Järgmisel joonisel on skemaatiliselt näidatud HV-süsteemi komponendid.
Konverteri töö:
Konverter on paigaldatud HV-aku ja 12-voldise pardaaku vahele. Järgmine pilt näitab komponente vasakult paremale:
- 12-voldine pardaaku;
- kondensaator (elco);
- summutusmähis (kõrgsageduslike tippude filtreerimiseks);
- dioodid (alaldid);
- galvaaniliselt isoleeritud mähistega trafo;
- H-sild nelja transistoriga;
- HV aku
Kõrgepinge ülekandmine 14 voltile toimub poolide induktsiooni kaudu. Madal- ja kõrgepingesüsteemide vaheline ühendus on galvaaniliselt isoleeritud: see tähendab, et kahe süsteemi vahel puudub juhtiv ühendus.
De sissetulevad mähis (N2, HV pool) tagab pehmes rauasüdamikus vahelduva magnetvälja. The Väljuv mähis (N1, 14-voldine pool) on vahelduvas magnetväljas. See tekitab pingeid.
HV-süsteemi ECU lülitab sisse transistorid T2 ja T3 (vt järgmist joonist). Transistor T2 ühendab seega HV aku plussi primaarmähise põhjaga. Vool väljub ülevalt pooli kaudu ja voolab transistori T3 kaudu HV aku miinusesse tagasi.
Primaarvool tekitab trafos magnetvälja, mis tekitab sekundaarmähises pinge. Tekkiv magnetväli ja seega ka pinge on sekundaarmähises madalamad kui primaarmähises. Vasakpoolne aku ja kondensaator on laetud umbes 14,4-voldise alalispingega.
Trafo töötab ainult vahelduvpingega. Kuna akud annavad ainult alalispinget, tekib transistoride sisse- ja väljalülitamisel muutuv magnetväli.
Sel põhjusel lülituvad transistorid T2 ja T3 välja, mille järel lülituvad kohe sisse T1 ja T4. Primaarmähises olev vool liigub nüüd vastupidises suunas (ülevalt alla). Selle tulemusena tekib trafos vastupidine magnetväli ja seega ka vastupidine pinge sekundaarmähises. Ka selles olukorras on aku ja kondensaatori laadimispinge umbes 14,4 volti.
Näide:
- AC in: 201,6 volti;
- N1: 210 pööret, R = 27,095 Ω ;
- N2: 15 pööret, R = 0,138 Ω;
- Mähise suhe (i) = N1 : N2 = 210:15 = 14;
- AC out = AC in : i = 201,6 : 14 = 14,4 volti;
- P in = U^2 : R = 201,6^2 : 27,095 = 1500 vatti;
- P väljund (kadudeta) = U^2 : R = 14,4 : 0,138 = 1500 vatti;
- Tõhusus = 90%;
- P väljund (tegelik) = P väljund * kasutegur = 1500 * 0,9 = 1350 vatti;
- Aku vool (I) = P : U = 1350 : 14,4 = 93,75 amprit.
Võimendusmuundur:
Allolev pilt näitab süsteemi ülevaadet, sealhulgas võimendusmuundurit ja tagurpidi Toyota Priusest.
Aku pinge 201,6 volti muundatakse võimendusmuunduris alalispingeks 650 volti. Induktsioonipinge genereerimiseks kasutatakse mähist ja kahte IGBT-d (transistorid). Reaktori mähis on näidatud võimendusmuunduris kondensaatori (vasakul) ja IGBT-de T1 ja T2 vahel. Pidevalt transistore käivitades/mitte ajades tekib reaktori mähises induktsioonpinge, mis põhjustab kondensaatori laadimise.
Diood tagab laadimispinge tõusu, kuni pinge jõuab 650 voldini.
Seotud lehed:
- Elektriajam (Ülevaade);
- HV aku;
- Inverter.
