Što je mehanizam punjenja punjača?
Mehanizam punjenja punjača
Ovaj odjeljak ilustrira princip punjenja punjača zasebnim predstavljanjem primjera topoloških struktura jednosmjernih i dvosmjernih krugova punjača.
Topologija jednosmjernog punjenja
Punjač ostvaruje pretvorbu između AC i DC putem energetskih elektroničkih uređaja. Neizbježno, energetski elektronički uređaji unose jalovu snagu, a prekomjerna jalova snaga može dovesti do fluktuacija napona električne mreže, smanjene kvalitete napajanja i povećanih gubitaka u liniji. Omjer aktivne snage i prividne snage u krugu definiran je kao faktor snage. Kako bi se suzbila prekomjerna jalova snaga koju krajnji-korisnik isporučuje u električnu mrežu, nametnuta su stroga ograničenja faktora snage za potrošnju električne energije u stambenim i industrijskim objektima, obično ne manje od 0,8~0,9. Jedna od usvojenih metoda je PFC (Power Factor Correction) tehnologija, koja može eliminirati harmonijsko onečišćenje iz energetskih elektroničkih uređaja i poboljšati ulazni faktor snage.
Jednostupan-puno{1}}mosna PFC tehnologija nudi prednosti kao što su jednostavna struktura, visoka učinkovitost i visoko-frekventni transformator s dvostrukom-pobudom, što je čini prikladnom za-aplikacije velike snage. Jednostupanjski-pun{7}}mosni PFC pretvarač temeljen na punoj-strukturi mosta prikazan je na slici 11-21. Djeluje u dva stanja:provođenje nadlaktice i donje rukeiprovođenje suprotne ruke. Tijekom provođenja gornjeg i donjeg kraka, struja u ulaznom induktoru raste. Tijekom provođenja suprotnog kraka, struja u ulaznom induktoru opada. Kontrolni sustav prilagođava omjer (radni ciklus) vremena provođenja gornjeg i donjeg kraka unutar ciklusa punjenja i pražnjenja ulaznog induktora kako bi prilagodio veličinu struje u ulaznom induktoru, čineći ulaznu struju sinusnim valom u fazi s ulaznim naponom. Ovo u konačnici eliminira-strujne harmonike visokog reda i postiže korekciju faktora snage.
Analizirajući proces protoka energije, može se vidjeti da je tijekom provođenja gornjeg i donjeg kraka napon na visoko-frekventnom transformatoru 0, a kondenzator izlaznog filtera opskrbljuje energijom opterećenje; tijekom provođenja suprotnog kraka, visoko-frekventni transformator prenosi energiju pohranjenu u ulaznom induktoru i opskrbljuje ga
Energija iz ulaznog kabela prenosi se na sekundarnu stranu transformatora. Nakon-visokofrekventnog ispravljanja i filtriranja, opskrbljuje energijom opterećenje. Reguliranjem radnog ciklusa sustava, izlazni napon se može mijenjati, održavajući izlazni napon na nazivnoj vrijednosti. Unutar jednog radnog ciklusa, ulazni induktor dovršava dva ciklusa punjenja i pražnjenja, a visoko-frekventni transformator pobuđuje se dva puta, pri čemu su dva smjera pobude suprotna. Ovo koristi magnetsku jezgru na push-pull način, poboljšavajući stopu iskorištenja magnetske jezgre transformatora.
Topologija dvosmjernog punjenja
Slika 11-22 prikazuje topološku strukturu glavnog kruga za punjenje i pražnjenje dvosmjernog punjača, koji uključuje tro-fazni polu-mosni PWM ispravljač izvora napona i dvosmjerni DC/DC pretvarač.
Trofazni-izvori izmjenične struje obično se koriste u industrijskim aplikacijama visokog-napona i velike-snage. Dvosmjerno znači da protok energije može biti od strane mreže do akumulatora vozila ili od strane akumulatora do strane mreže. Tro-fazni polu{6}}mosni izvor napona-PWM ispravljač na slici je vrsta dvosmjernog PWM ispravljača, koji ima prednosti kao što su postizanje dvosmjernog protoka energije, brzi dinamički odziv i dobre performanse-stacionarnog stanja. Kada je ustanje ispravljanja, energija istječe sa strane mreže, struja je sinusna, a faza joj je jednaka naponu mreže; kada djeluje ustanje aktivne inverzije, energija pohranjena u bateriji električnog vozila vraća se natrag u elektroenergetsku mrežu, a struja-strane mreže i valni oblik struje su sinusoidalni, s faznom razlikom od 180 stupnjeva.
Dvosmjerni DC/DC pretvarač ima prednosti kao što su brzi dinamički odziv, visoka učinkovitost pretvorbe energije i manje uređaja za napajanje. Kao što je prikazano na slici 11-22, kada punjač puni bateriju električnog vozila, prebaciteS1vodi, dok je prekidačS2je uvijek isključen. Stoga, dvosmjerni PWM ispravljač radi u stanju ispravljanja, a dvosmjerni DC/DC pretvarač je u stepena-nizkom stanju, a energija teče od strane mreže do strane baterije; kada se baterija prazni, prebaciteS2je isključen, prekidačS1provodi, dvosmjerni DC/DC pretvarač je u -pojačanom stanju, a dvosmjerni PWM ispravljač radi u aktivnom stanju inverzije, a energija pohranjena u bateriji vraća se natrag u električnu mrežu kroz ispravljač.
