Converter

Subyek:

Inleiding
Ikhtisar sistem HV
Pengoperasian konverter
Tingkatkan konverter

Perkenalan:
Kami menemukan konverter pada kendaraan hibrida dan kendaraan listrik sepenuhnya. Konverter mengubah tegangan DC tinggi menjadi tegangan DC rendah. Oleh karena itu kami menyebut komponen ini sebagai konverter DC-DC. Tegangan tinggi dari baterai HV sebesar 200 hingga 600 volt (tergantung kendaraan) diubah di konverter menjadi 14 volt DC untuk baterai terpasang. Komponen kelistrikan pada interior dan eksterior (seperti penerangan, radio, kunci pintu, motor jendela elektrik, dll). disuplai dengan tegangan dan arus oleh baterai ini.

Konverter terpasang pada kendaraan sebagai komponen tegangan tinggi tersendiri. Sambungan kabel tegangan tinggi dapat dikenali dari tutup plastik berwarna oranye.

Konverter berisi dua kumparan dengan inti besi lunak di antara keduanya. Arus tinggi mengalir melalui kumparan. Karena perkembangan panas, konverter dihubungkan ke sistem pendingin. Pendingin yang bersirkulasi menyerap panas dan memindahkannya ke radiator.

Ikhtisar sistem HV:
Tegangan tinggi dari baterai HV dikirim ke membalikkan melakukan. Konversi dari DC ke AC terjadi di inverter (tegangan membalikkan tegangan DC ke AC). Motor listrik HV (sinkron atau asinkron) digerakkan dengan tegangan bolak-balik ini.

Baterai HV juga memberi daya pada DC-DCConverter yang mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan terpasang 12 hingga 14 volt.

Gambar berikut menunjukkan komponen sistem HV secara skematis.

Pengoperasian konverter:
Konverter dipasang di antara baterai HV dan baterai terpasang 12 volt. Gambar berikut menunjukkan komponen dari kiri ke kanan:

Baterai terpasang 12 volt;
kapasitor (elco);
koil penekan (untuk menyaring puncak frekuensi tinggi);
dioda (penyearah);
transformator dengan kumparan yang diisolasi secara galvanis;
H-bridge dengan empat transistor;
baterai HV

Perpindahan tegangan tinggi menjadi 14 volt terjadi melalui induksi kumparan. Sambungan antara sistem tegangan rendah dan tinggi diisolasi secara galvanis: ini berarti tidak ada sambungan konduktif antara kedua sistem.

De masuk kumparan (N2, sisi HV) memberikan medan magnet bolak-balik pada inti besi lunak. Itu Keluar kumparan (N1, sisi 14 volt) berada dalam medan magnet bolak-balik. Hal ini menciptakan ketegangan.

ECU sistem HV menyalakan transistor T2 dan T3 (lihat gambar berikut). Transistor T2 menghubungkan positif baterai HV ke bagian bawah kumparan primer. Arus meninggalkan bagian atas melalui kumparan dan mengalir kembali ke negatif baterai HV melalui transistor T3.

Arus primer menyebabkan medan magnet pada transformator, yang menghasilkan tegangan pada kumparan sekunder. Medan magnet yang dihasilkan dan tegangan pada kumparan sekunder lebih rendah dibandingkan pada kumparan primer. Baterai dan kapasitor kiri diisi dengan tegangan DC sekitar 14,4 volt.

Trafo hanya bekerja dengan tegangan bolak-balik. Karena baterai hanya menyuplai tegangan searah, medan magnet yang bervariasi tercipta dengan menghidupkan dan mematikan transistor.

Oleh karena itu transistor T2 dan T3 dimatikan, setelah itu T1 dan T4 langsung menyala. Arus pada kumparan primer kini mengalir berlawanan arah (dari atas ke bawah). Akibatnya, medan magnet yang berlawanan dihasilkan pada transformator dan tegangan yang berlawanan juga terjadi pada kumparan sekunder. Juga dalam situasi ini, tegangan pengisian baterai dan kapasitor sekitar 14,4 volt.

Contoh:

AC masuk: 201,6 volt;
N1: 210 putaran, R = 27,095 Ω ;
N2: 15 putaran, R = 0,138 Ω;
Rasio belitan (i) = N1 : N2 = 210:15 = 14;
AC keluar = AC masuk : i = 201,6 : 14 = 14,4 volt;
P dalam = U^2 : R = 201,6^2 : 27,095 = 1500 Watt;
P keluar (lossless) = U^2 : R = 14,4 : 0,138 = 1500 Watt;
Efisiensi = 90%;
P out (aktual) = P out * efisiensi = 1500 * 0,9 = 1350 Watt;
Arus baterai (I) = P : U = 1350 : 14,4 = 93,75 Ampere.

Meningkatkan konverter:
Gambar di bawah menunjukkan ikhtisar sistem termasuk konverter boost dan membalikkan dari Toyota Prius.

Tegangan baterai sebesar 201,6 volt diubah menjadi tegangan searah 650 volt pada boost converter. Sebuah kumparan dan dua IGBT (transistor) digunakan untuk menghasilkan tegangan induksi. Kumparan reaktor ditunjukkan pada konverter boost antara kapasitor (kiri) dan IGBT T1 dan T2. Dengan menggerakkan/tidak menggerakkan transistor secara terus menerus, tegangan induksi dihasilkan di koil reaktor, menyebabkan kapasitor terisi.
Dioda memastikan tegangan pengisian meningkat hingga tegangan mencapai 650 volt.

Halaman terkait: