电动车辆中的DC-DC转换器应用

直流直流转换器是一种机电设备或电路,用于根据电路要求将直流电压从一个电平转换到另一个电平。属于电力转换器家族,直流-直流转换器可用于电池等小电压应用或高压输电等高压应用。

在没有半导体的情况下,低功率项目将直流电压转换为更高电压的一种常见技术是通过振动器电路将直流电压转换为交流电压。然后,使用加电压变压器来提高输出电压水平,然后是 整流电路 执行直流转换。在需要大功率的应用中,采用了电动机和发电机的组合.电动机操作发电机,提供所需的负载电压.这些技术费用昂贵,效率较低,但由于当时没有其他的方法,因此使用了这些技术。

电力半导体和集成电路的发明导致了不同的较便宜的解决方案,如直流电源,其中高频交流输入变压器。这种设备价格便宜,操作方便.它通过整流器改变再次转换为直流的电压。

直流-直流转换器的操作

转换器的操作通常采用开关技术.开关操作的DC-DC转换器根据应用需求将直流电压从一个电平转换到另一个电平;输出电压因此可以高于或低于输入值。在转换过程中,转换器存储能量一段时间,并提供不同级别的输出。能量以磁场的形式储存在导体的变压器中,以电场的形式储存在电容器中。开关电压转换比线性电压转换更容易处理,也更节能,因为在线性电压转换中,功率被热量耗散。为了达到效率,需要高速升降的半导体器件。高速开关需要一个准确的布局,使电路创建困难。开关模式转换器的高效率降低了对散热器的需求,增加了电池的使用寿命。使用Fts可以提高转换器的效率,因为这些设备执行转换过程的效率比BJts少损失。

直流-直流转换器的其他改进包括用功率FET来替换反激二极管同步整流电路,它的电阻较小,减少了开关过程中的损失。

大多数DC-DC转换器的设计目的是将潮流导向一个方向，从输入到输出。然而，所有开关调节电路可以双向传输，通过更换所有二极管控制的有源整流电路在任何方向传输功率。双向转换器适用于车辆的再生制动等应用，即在驾驶过程中给予车轮动力，在制动时接收动力。

就像所有高频电路一样，必须采取一些措施来创建DC-DC转换器，如组件选择、连接和开关噪声，必须设置在一个可接受的水平。最初，创建成本高于线性调节器，但后来由于使用了最新的电路创建技术而降低。如今,DC-DC转换器是基于IC,需要一些额外的组件。它们也存在于几个电子结构中的混合配置中。

图1显示了不同类型的DC-DC转换器:巴克、塞普、巴克-博斯特和乔克电路。这些电路的输入位于左侧,而输出则提供给右侧的负载。电源开关可以是MOSIFT、IGBT或BJts。

图1:DC-DC转换器的类型

直流直流变换器特性

本文介绍了变换器的主要特点.

当前评级

这是最高值的电流转换器可以提供给负载.

温度等级

它是直流直流变换器在全负荷运行时必须承受的最高温度值。操作温度必须根据等级设置,否则,转炉可能会损坏和过热。

波压

这个值定义了转换器输出的波纹电压.在操作中必须小心这些评级。

电压等级

直流直流变换器有一些限制,确定了转换器的电压转换能力。

转换器尺寸和重量

由于开关转换器可以在更高的频率工作,他们可以设计一个小足迹。在转换器的设计过程中,必须在电路的大小及其效率之间找到一个折衷方案。

电动车辆的DC-DC转换器

在我们周围移动的许多不同类型的车辆会造成空气污染、全球变暖和地球资源的枯竭。为了解决这些问题,解决办法是用 电子束,混合动力车及燃料电池电动车。电动车和混合动力车使用两种储能装置。第一种是多功能储能系统,用于存储高能量,第二种是可充电储能系统(RESS),提供高功率的可逆转性。MES提供了一个高的练习场,并有良好的再生制动和加速度系统。储能装置改变输出电压基于负载和高电压的直流连接为车辆工程师在配置能源存储元件与牵引驱动。直流直流转换器可用于电力系统中的接口元件。

汽车转换器必须轻、小、可靠、有效,并产生低电磁干扰。

电动车直流-直流转换器的类型

在图2中,我们可以看到电动汽车中使用的不同类型的转换器。它展示了至少一个DC-DC转换器如何将直流连接连接到燃料电池或超级电容器模块。电动汽车有不同的能源,如燃料电池和电池超级电容器。在电动汽车中,使用一种或多种储能装置。降低整体成本和数量,提供良好的运行.常用的能量储存器是电池和超级电容器。这些设备配置为不同配置的燃料电池栈。正常配置是两个模块的平行连接:燃料电池或电池、燃料电池或超级电容器、电池或超级电容器。在这种方法中,功率不是用于控制,而是可以通过分量阻抗值来测量。阻碍取决于不同的参数,如效率和设备的健康状况。电压参数也与两个组件的规格相符。这是燃料电池/电池组合的情况,由于电池的固定电压,燃料电池在整个时间内必须有相同的功率。在电池或超级电容器组合的情况下,只能使用非常小的电容器能量交换功能。这就是电池电压的恒定值.可以选择直流直流变换器的输出电压,调节每个器件的功率。由于电池的固定电压,燃料电池在整个时间内必须有相同的功率。在电池或超级电容器组合的情况下,只能使用非常小的电容器能量交换功能。这就是电池电压的恒定值.可以选择直流直流变换器的输出电压,调节每个器件的功率。由于电池的固定电压,燃料电池在整个时间内必须有相同的功率。在电池或超级电容器组合的情况下,只能使用非常小的电容器能量交换功能。这就是电池电压的恒定值.可以选择直流直流变换器的输出电压,调节每个器件的功率。

图2:电动车直流-直流转换器的类型

直流直流变换器是一种能在不同级别转换能量并在磁场和电场中存储能量的电力转换电路。本文将讨论应用于电动汽车的不同类型的DC-DC转换器。

非孤立转换器

非孤立转换器用于电压以4:1的比率增加或减少的应用。这样,输出和输入就没有介质隔离。非孤立转换器也有子类型:充电泵,巴克,库克,巴克-博斯特,巴克,和提升。雄鹿用于电压降低和电压增加或增加。巴克-博斯特和库克转换器用于增加和降低电压。电荷泵转换器用于电压的提升和电压的倒置,是部分工程的组成部分。

磁变器

直流直流转换器定期存储能量,并在电感器或变压器中释放能量,频率值为300千赫兹至10千兆赫。通过稳定性,可以控制为传输负载所需的功率充电的责任周期。

有了这个控制器,可以在输入和输出电流之间使用,也可以通过电路维护恒定功率。有变压器的转换器可以在输入和输出之间提供操作.

孤立转换器

在这些转换器中,使用高频变压器。对于输出完全与输入分离的应用程序,使用此转换器。有不同类型的孤立转换器,如半桥,全桥,飞黑色向前,和推拉直流转换器。这些转换器可用作双向转换器。

电动直流直流转换器的特性

对于接口,燃料电池DC-DC转换器提高燃料电池电压和调节直流链路电压。而超级电容器的接口需要可逆直流转换器.具有一定设计和应用特点的直流直流转换器有不同的类型。但就车辆而言,下文列出的一些考虑因素如下:

· 车辆使用的转换器效率必须很高

· 转炉必须体积小重量小

· 电磁干扰较少

· 从燃料电池得到的波波

· 该函数必须提供电压上升或上升功能

· 功率转换器流量的调节提供了转换器输入电压的不同变化

每种转换器都有其优点和缺点.像DC-DC增强器转换器不遵循电隔离。输入量和输出量的巨大变化会引起开关的应力,这种电路效应会受到高电流和电压波纹的影响,也会面临很大的问题。

简单的多通道转换器有助于减少输入输出电流和电压的波纹,增加电路的重量,提高效率。该电路不适合高电压升幅比,因为通过电路的阻抗限制了工作周期,导致最高升幅比约为4。因此,需要两个系列配置的升压转换器才能获得一定的电压增益。全桥式直流转换器用于需要电气隔离的应用。由于电压和电流值较低,全桥直流直流变换器适用于大功率输电。它在输入和输出时面对小电压和电流的波纹.

直流直流转换器的优点

· 转换器的使用简化了电源的电路

· 转换器的使用使电路和工程中的电池空间消失

· 它提供负极性和正极性的有组织产出

· 直流控制电路使用此设备,电压调节器使用此模块

· 它属于混合电路,它的所有电路部件都在一个单一的结构或外壳中。

· 它有助于在需要时延长电压

· 该设备的主要优点是它在电路的输入和输出端之间提供隔离。

直流直流变换器的缺点

· 这些转换器在操作过程中引起噪音

· 它具有高的波纹电流和高的黄土和高的输入和输出电容值。

· 转换器的电路很昂贵

· 这些电路提供不稳定的电压和电流供应.

结论

直流直流转换器是一种根据电路和项目要求,有助于直流电压转换到其他级别,无论是更高或更低级别的电子设备。它是电源的一个基本部分,改变电压值,以操作不同的应用,无论是低或高直流电压。它是电动车的主要部件,由电池组成,提供高直流电压。由于电动机组件在不同的电压水平(高或低)上工作,所以使用这些组件的电压值。直流直流转换器已经成为电动车和其他在不同直流水平运行的电子项目的重要组成部分。