Mi a töltők töltési mechanizmusa?
A töltők töltési mechanizmusa
Ez a rész a töltők töltési elvét szemlélteti az egyirányú és kétirányú töltőáramkörök topológiai struktúráinak külön bemutatásával.
Egyirányú töltési topológia
A töltő az AC és DC közötti átalakítást teljesítményelektronikai eszközökön keresztül valósítja meg. A nagyteljesítményű elektronikai eszközök elkerülhetetlenül meddőteljesítményt vezetnek be, és a túlzott meddőteljesítmény a hálózati feszültség ingadozásához, a tápegység minőségének romlásához és a hálózati veszteségek növekedéséhez vezethet. Az aktív teljesítmény és a látszólagos teljesítmény arányát egy áramkörben teljesítménytényezőként határozzuk meg. A végfelhasználó által az elektromos hálózatba juttatott túlzott meddőteljesítmény-elnyomására szigorú korlátozások vonatkoznak a teljesítménytényezőre mind a lakossági, mind az ipari villamosenergia-fogyasztásra vonatkozóan, általában nem kevesebb, mint 0,8–0,9. Az egyik alkalmazott módszer a PFC (Power Factor Correction) technológia, amely képes kiküszöbölni a teljesítményelektronikai eszközök harmonikus szennyezését és javítani a bemeneti teljesítménytényezőt.
Az egyfokozatú teljes-híd PFC technológia olyan előnyöket kínál, mint az egyszerű szerkezet, a nagy hatékonyság és a nagy-frekvenciás transzformátor kettős-végű gerjesztéssel, így alkalmas nagy-teljesítményű alkalmazásokhoz. A 11-21. ábra egy-fokozatú teljes-híd PFC-átalakítót mutat be, amely a teljes-hídszerkezeten alapul. Két állapotban működik:felső és alsó kar vezetéseésellentétes kar vezetése. A felső és az alsó kar vezetése során a bemeneti induktivitás árama megemelkedik. Ellenkező karú vezetés során a bemeneti induktor árama csökken. A vezérlőrendszer a bemeneti induktor töltési és kisütési ciklusán belül beállítja a felső és alsó kar vezetési idejének arányát (munkaciklusát), hogy beállítsa a bemeneti induktorban lévő áram nagyságát, így a bemeneti áram a bemeneti feszültséggel fázisban lévő szinuszhullámmá válik. Ez végső soron kiküszöböli a nagy-rendű áramharmonikusokat, és eléri a teljesítménytényező-korrekciót.
Az energiaáramlási folyamatot elemezve látható, hogy a felső és alsó kar vezetése során a nagy-frekvenciás transzformátor feszültsége 0, és a kimeneti szűrő kondenzátora látja el energiával a terhelést; az ellenkaros vezetés során a nagy-frekvenciás transzformátor átadja a bemeneti induktorban tárolt energiát és ellátja azt
A bemeneti kábel energiája a transzformátor szekunder oldalára kerül. A nagy-frekvenciás egyenirányítás és szűrés után energiával látja el a terhelést. A rendszer munkaciklusának szabályozásával a kimeneti feszültség változtatható, a névleges értéken tartva a kimeneti feszültséget. Egy működési cikluson belül a bemeneti tekercs két töltési és kisütési ciklust hajt végre, és a nagy-frekvenciás transzformátort kétszer gerjesztik, miközben a két gerjesztési irány ellentétes. Ez a mágneses magot toló-húzással használja fel, javítva a transzformátor mágneses magjának kihasználtságát.
Kétirányú töltési topológia
A 11-22. ábra a kétirányú töltő töltésére és kisütésére szolgáló fő áramkör topológiai felépítését mutatja, amely egy három-fázisú fél-híd feszültségforrású PWM egyenirányítót és egy kétirányú DC/DC átalakítót tartalmaz.
A három-fázisú váltakozó áramú áramforrást általában az ipari nagy-feszültségű és nagy{2}}teljesítményű alkalmazásokban használják. A kétirányú azt jelenti, hogy az energiaáramlás lehet a hálózat oldaláról a jármű akkumulátorára, vagy az akkumulátor oldaláról a hálózat oldalára. Az ábrán látható három-fázisú fél-hídfeszültség-forrású PWM egyenirányító a kétirányú PWM egyenirányító egyik típusa, amelynek olyan előnyei vannak, mint például a kétirányú energiaáramlás elérése, a gyors dinamikus válasz és a jó állandósult állapotú-teljesítmény. Amikor benne van arektifikációs állapot, energia áramlik ki a hálózat oldaláról, az áram szinuszos, fázisa megegyezik a hálózati feszültséggel; amikor az aaktív inverziós állapot, az elektromos jármű akkumulátorában tárolt energiát visszatáplálják az elektromos hálózatba, és a hálózat oldaláram-a és az áram hullámalakja egyaránt szinuszos, 180 fokos fáziskülönbséggel.
A kétirányú DC/DC konverternek olyan előnyei vannak, mint például a gyors dinamikus válasz, a nagy energiaátalakítási hatékonyság és a kevesebb teljesítményű eszköz. A 11-22. ábrán látható módon, amikor a töltő tölti az elektromos jármű akkumulátorát, kapcsolja beS1vezet, miközben kapcsolS2mindig ki van kapcsolva. Ezért a kétirányú PWM egyenirányító egyenirányító állapotban működik, a kétirányú DC/DC konverter pedig lépcsős -down buck állapotban van, és az energia a hálózat oldaláról áramlik az akkumulátor oldalára; amikor az akkumulátor lemerül, kapcsoljonS2ki van kapcsolva, kapcsolóS1vezet, a kétirányú DC/DC konverter lépcsős -felfuttatási állapotban van, a kétirányú PWM egyenirányító pedig aktív inverziós állapotban működik, és az akkumulátorban tárolt energia az egyenirányítón keresztül visszatáplálódik az áramhálózatba.
