Chiến lược cân bằng dòng cho bộ chuyển đổi DC/DC đa nhánh xen kẽ trong bộ sạc xe điện

Journal of Power Electronics - Tập 21 - Trang 94-102 - 2020
Hye-Won Choi1, Seok-Min Kim1, Jinwoo Kim2, Younghoon Cho2, Kyo-Beum Lee1
1Department of Electrical and Computer Engineering, Ajou University, Suwon, South Korea
2Department of Electrical and Electronics Engineering, Konkuk University, Seoul, South Korea

Tóm tắt

Bài báo này đề xuất một chiến lược cân bằng dòng cho bộ chuyển đổi DC/DC đa nhánh xen kẽ với số lượng cảm biến dòng điện giảm cho các bộ sạc xe điện. Có sự mất cân bằng giữa các dòng nhánh của bộ chuyển đổi DC/DC đa nhánh, điều này được gây ra bởi sự khác biệt giữa các điện trở nhánh và độ trễ của bộ khuyếch đại. Mỗi cảm biến dòng nhánh phải đạt được sự cân bằng dòng. Tuy nhiên, chiến lược truyền thống rất nặng nề do chi phí và kích thước lớn. Để giảm bớt những vấn đề này, chiến lược cân bằng được đề xuất đã hiệu quả cân bằng các dòng nhánh bằng cách sử dụng ít cảm biến dòng hơn số lượng nhánh. Chiến lược đề xuất đã được xác minh thông qua nhiều kết quả mô phỏng và thực nghiệm.

Từ khóa

#bộ chuyển đổi DC/DC #xe điện #cân bằng dòng #cảm biến dòng #chiến lược cân bằng

Tài liệu tham khảo

Lee, K.-B., Advanced Power Electronics, Munundang, ISBN 979-11-5692-402-9. (2019) Park, J.-H., Jeong, H.-G., Lee, K.-B.: Output current ripple reduction algorithms for home energy storage systems. Energies 6(10), 5552–5569 (2013) Lee, H.R., Park, J.-H., Lee, K.-B.: Optimal soft-switching scheme for a bidirectional DC-DC converters with auxiliary circuit. J. Power Electron. 18(3), 681–693 (2018) Kim, S.-K., Park, J.-H., Lee, K.-B.: Robust optimal output voltage tracking algorithm for interleaved N-phase DC/DC boost converter with performance recovery property. Int. J. Electron. 105(10), 1673–1694 (2018) Choi, W.J., Kim, S.-K., Kim, J., Lee, K.-B.: Input-constrained current controller for DC/DC boost converter. J. Power Electron. 16(6), 2016–2023 (2016) Bhargavi, K.M., Jayalakshmi, N.S.: A new control strategy for plug-in electric vehicle of DC microgrid with PV and wind power integration. J. Electr. Eng. Technol. 14(1), 13–25 (2019) Dai, S., Wang, J., Li, T., Shan, Z., Wei, Y.: Analysis, design and implementation of flexible interlaced converter for lithium battery active balancing in electric vehicles. J. Power Electron. 19(4), 858–868 (2019) Khosroshahi, A., Abapour, M., Sabahi, M.: Reliability evaluation of conventional and interleaved DC-DC boost converters. IEEE Trans. Power Electron. 30(10), 5821–5828 (2015) Lee, J.-H., Lee, J.-S., Lee, K.-B.: Current sensorless MPPT control method for dual-mode PV module-type interleaved flyback inverters. J. Power Electron. 15(1), 54–64 (2015) Park, S., Park, Y., Choi, S., Lee, K.-B.: Soft-switched interleaved boost converters for high step-up and high-power applications. IEEE Trans. Power Electron. 26(10), 2906–2914 (2011) Shi, L., Liu, B., Duan, S.: Current sharing method based on optimal phase shift control for interleaved three-phase half bridge LLC converter with floating Y-connection. J. Power Electron. 19(4), 934–943 (2019) Ma, P., Liang, W., Chen, H., Zhang, Y., Hu, X.: Interleaved high step-up boost converter. J. Power Electron. 19(3), 665–675 (2019) Yeo, S.C., Kang, F.-S.: Fault-tree based failure-rate analysis for boost converter and interleaved boost converter. J. Electr. Eng. Technol. 14(6), 2375–2387 (2019) Moon, S.-H., Jou, S.-T., Lee, K.-B.: Performance improvement of a bidirectional DC-DC converter for battery chargers using an LCLC filter. J. Electr. Eng. Technol. 10(2), 560–573 (2015) Park, K., Lee, K.-B.: A bidirectional double uneven power converter based DC-DC converter for solid-state transformers. Electronics 7, 334 (2018) Roh, Y.-S., Moon, Y.-J., Park, J., Jeong, M.-G., Yoo, C.: A multiphase synchronous buck converter with a fully integrated current balancing scheme. IEEE Trans. Power Electron. 30(9), 5159–5169 (2015) Adivi, M.G., Yazdani, M.R.: A forward-integrated buck DC-DC converter with low voltage stress for high step-down applications. J. Power Electron. 18(2), 356–363 (2018) Liang, D., Shin, H.-B.: Coupled inductor design method for 2-phase interleaved boost converters. J. Power Electron. 19(2), 344–352 (2019) Lee, Y.-J., Cho, Y., Choe, G.-H.: A phase current reconstruction technique using a single current sensor for interleaved three-phase bidirectional converters. J. Electr. Eng. Technol. 11(4), 905–914 (2016) Yutao, L., Feng, W.: Optimization of bidirectional DC/DC converter for electric vehicle based on driving cycle. J. Electr. Eng. Technol. 12(5), 1934–1944 (2017) Cho, Y., Koran, A., Miwa, H., York, B., Lai, J.-S.: An active current reconstruction and balancing strategy with DC-link current sensing for a multi-phase coupled-inductor converter. IEEE Trans. Power Electron. 27(4), 1697–1705 (2012) Han, J., Song, J.-H.: Phase current-balance control using DC-link current sensor for multiphase converters with discontinuous current mode considered. IEEE Trans. Ind. Electron. 63(7), 4020–4030 (2016) Qahouq, J.A., Mao, H., Batarseh, I.: Multiphase voltage-mode hysteretic controlled DC-DC converter with novel current sharing. IEEE Trans. Power Electron. 19(6), 1397–1407 (2004) Chen, H.-C., Lu, C.-Y., Huang, L.-M.: Decoupled current-balancing control with single-sensor sampling-current strategy for two-phase interleaved boost-type converters. IEEE Trans. Ind. Electron. 63(3), 1507–1518 (2016) Qahouq, J., Huang, L., Huard, D.: Efficiency-based auto-tuning of current sensing and sharing loops in multiphase converters. IEEE Trans. Power Electron. 23(2), 1009–1013 (2008a) Gordillo, J., Aguilar, C.: A simple sensorless current sharing technique for multiphase DC-DC buck converters. IEEE Trans. Power Electron. 32(5), 3480–3489 (2017) Qahouq, J.A.A., Huang, L., Huard, D.: Sensorless current sharing analysis and scheme for multiphase converters. IEEE Trans. Power Electron. 23(5), 2237–2247 (2008b) Wang, C., Wang, K., Zheng, Z., Sun, K., Li, Y.: Modulation induces current imbalance and its sensorless control of a GaN-based four-phase DC-DC power amplifier. IEEE Trans. Ind. Electron. 67(2), 1520–1531 (2020) Kim, H., Falahi, M., Jahns, T.M., Degner, M.W.: Inductor current measurement and regulation using a single DC link current sensor for interleaved DC-DC converters. IEEE Trans. Power Electron. 26(5), 1503–1510 (2011)