Analyse von DC-DC-Wandlern mit bidirektionalem Leistungsfluss

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nehmen wir an, dass Vin eine Gleichstrombatterie und Vout ein Hauptstrombus eines Raumfahrzeugs ist.

Es ist gegeben, dass diese Schaltung ein DC-DC-Wandler mit bidirektionalem Leistungsfluss ist.

Aber für mich sieht diese Schaltung genau wie ein Aufwärtswandler aus, außer dass unidirektionale Schalter durch bidirektionale Schalter ersetzt werden. Selbst

v aus = v In D

Und daher sollte ähnlich wie beim Aufwärtswandler Strom immer von der Batterie (Entladung) an den Bus geliefert werden.

Aber nach dem Lesen fand ich heraus, dass die Batterie in dieser Schaltung die Energie vom Bus sowohl liefern als auch aufnehmen (aufladen) kann.

Liegt das nur daran, dass wir den Schaltertyp ausgetauscht haben, oder an einem anderen Grund?

Welche Faktoren bestimmen, ob die Batterie geladen oder entladen wird?

Normalerweise haben DC-DC-Wandler mit bidirektionalem Stromfluss 4 Schalter
@Voltage Spike♦ Wirkt diese Schaltung nicht auch als bidirektionaler Kraftfluss?
Ich denke, Sie müssen eine vollständigere Schaltung zeigen. Geben Sie Werte für die Spannungen an Vin, Vout, S1 und S2 für die beiden Fälle an, in denen "Strom" in zwei mögliche Richtungen fließt.

Antworten (1)

schematisch

v aus = v In ⋅ D

Wo D ist das Tastverhältnis des oberen Transistors (M1), der untere Transistor schaltet synchron - Tastverhältnis ist ( 1 − D ) .

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

v aus = v In 1 − D M 2 = v In D M 1
Wo ( 1 − D ) ist das Tastverhältnis des unteren Transistors (M2), der obere Transistor schaltet synchron - Tastverhältnis ist D .

Es kann bidirektional arbeiten: Batterie auf Bus aufladen / und/ von Bus auf Batterie bucken, ohne Hardwarekomponenten zu ändern, sondern nur die Einschaltdauer anpassen.

Der Strom fließt vom höheren Potential zum niedrigeren Potential. Wenn Sie also zwei Batterien an beiden Enden anbringen, fließt der Strom von einem zum anderen. Es wäre sinnvoll, ein Totband hinzuzufügen - wenn beide Spannungen mehr oder weniger gleich sind (in Bezug auf die Boost / Buck-Gleichung), dann notieren Sie dies. Andersherum würde der Umrichter den Induktor nur mit allen entsprechenden Verlusten füllen und entleeren.

Hallo ! Danke für die Antwort, ich werde simulieren, aber können Sie bitte intuitiv sagen, welcher Zustand bestimmt, ob der Akku geladen oder entladen wird?
Das Timing der FET-Treibersignale.
+1, Arbeitszyklus anpassen, aber wie entscheidet die Schaltung automatisch, dass ich jetzt meinen Arbeitszyklus anpassen und mit dem Laden des Akkus beginnen muss?
@ user_1818839 Wie entscheidet die Schaltung automatisch, dass ich jetzt meinen Arbeitszyklus anpassen und mit dem Laden des Akkus beginnen muss?
@ user215805 Durch Messen der Eingangs- / Ausgangsspannung gibt es keine andere Option.
Das Prius-Hybridauto verwendet diese Anordnung zwischen dem mit 200–650 V betriebenen Motorbus und der 200-V-Batterie. Der Konverter im Prius hat eine Nennleistung von ~30 kW (je nach Version).
Analyse von DC-DC-Wandlern mit bidirektionalem Leistungsfluss
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