پروژه آموزشی شبیه سازی یک مبدل DC-DC دو جهته درجه 2 قابل توسعه برای کاربردهای V2G و G2V با متلب

چکیده – این مقاله مبدل دو طرفه DC-DC چهار جهته قابل ارتقا را پیشنهاد می کند که دارای نسبت انتقال ولتاژ (VTR) با قابلیت اضافه کاری و مدولار بودن برای کاربردهای خودروهای الکتریکی است. همانطور که n ماژول تعبیه شده است ، VTR آن برای هر دو جهت جریانها n برابر بیشتر می شود. علاوه بر این ، زمین الکتریکی مشترک بین ورودی و خروجی حفظ شده است. این یک ساختار ساده با کمترین درجه نیمه هادی ها در خانواده مبدل های دو جهته درجه دو است که منجر به سهولت توانایی کنترل می شود. عملکرد مبدل پیشنهادی در هر دو جهت جریان برق با استفاده از کنترل کننده ضربات ضربتی که پاسخ صاف ، دقیق و سریعی است ارزیابی می شود. سرانجام ، فرآیند شارژ / تخلیه باتری لیتیوم از طریق مبدل پیشنهادی کنترل می شود. نتایج تجربی 500 وات در هر دو جهت جریان برق در سیستم حلقه بسته در حضور کنترل کننده پیشنهادی ارائه می شود. نتایج بدست آمده کاربرد این ساختار را تأیید می کند.

شرایط فهرست – مبدل dc-dc دو طرفه ، افزایش ولتاژ بالا ، شارژ / تخلیه باتری ، غیر عایق ، رتبه بندی نیمه هادی ها.

 

در مورد ساختار پیشنهادی:

شکل 2 نشان می­دهد که چطور پیکربندی مبدل پیشنهادی توسعه داده می­شود. در شکل 2-الف) ساختار مبدل بوست – باک دوجهته اساسی (FBBBC) نشان داده شده که V_LV و V_HV  طرف­های ولتاژ پایین و ولتاژ بالا می­باشند. این مبدل شامل یک سلف، یک خازن و کلیدهای S1 و Q1 می­باشد. کلیدها در طول یک دوره کلیدزنی به صورت تناوبی عمل می­کنند. زمانی که یک منبع DC در طرف ولتاژ پایین اعمال می­شود، توان خروجی در طرف ولتاژ بالا نسبت انتقال DC به اندازه 1/1-D را تجربه می­کند. به طور مشابه زمان اعمال ولتاژ DC به طرف ولتاژ بالا، توان خروجی در طرف ولتاژ پایین نسبت انتقال DC به اندازه D را تجربه می­کند. برای بزرگ­ترکردن VTR، ساختار FBBBC در محل اتصال S1، L1 و Q1 همانند شکل 2-ب) تقسیم می­شود. حالا سلول پیشنهادی بکار برده می­شود. در نتیجه کلیدهای S1 و S2 هر دو به طور همزمان کلیدزنی می­شوند، در حالیکه کلیدهای Q1 و Q2 به صورت تناوب با کلیدهای S1 و S2 عمل می­کنند.

شبیه سازی و نتایج:

فرآیند شبیه­سازی مبدل پیشنهادی در محیط سیمولینک متلب انجام شده است. روند موردنظر به این صورت است یکبار مبدل در حالت مستقل و بار دیگر در حالت متصل به شبکه شبیه­سازی می­شود تا عملکردهای آن در هر دو حالت مورد بررسی قرار گیرد.

1)حالت مستقل

در این وضعیت یک بار مقاومتی به خروجی مبدل متصل شده و از طریق کنترل ولتاژ خروجی و سپس جریان سلف ورودی مبدل سعی می­کنیم دیوتی سایکل مناسب را برای کنترل کلیدهای مبدل بدست آوریم. ساختار کلی موردنظر به صورت شکل 1 می­باشد: