Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Mô phỏng và thiết kế bộ sạc tích hợp ứng dụng trên xe điện

75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA

-

75ѬѪ1*7+$1++8<

MÔ PHӒNG VÀ THIӂT Kӂ BӜ SҤC TÍCH HӦP ӬNG DӨ1*75Ç1;(Ĉ,ӊN

Chuyên ngành: KӺ THUҰ7Ĉ,ӊN Mã sӕ: 60520202

LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ

TP HӖ CHÍ MINH, tháng 08, QăP

Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑc: PGS TS NguyӉQĈuQK7X\rQ (Ghi rõ hӑ, tên, hӑc hàm, hӑc vӏ và chӳ ký)

Cán bӝ chҩm nhұn xét 1: PGS TS Phan QuӕF'NJQJ (Ghi rõ hӑ, tên, hӑc hàm, hӑc vӏ và chӳ ký)

Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLi/9 Yj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có)

CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG 75ѬӢ1*.+2$Ĉ,ӊN ± Ĉ,ӊN TӰ

PGS TS NguyӉQ9ăQ1Kӡ

x Lӵa chӑn cҩu hình phù hӧp cho bӝ sҥc có công suҩt 7.4kW

x Mô phӓng bӝ sҥc tích hӧp vӟi cҩXKuQKÿmFKӑn trên phҫn mӅm PSIM x ThiӃt kӃ Vѫÿӗ nguyên lý và thiӃt kӃ mҥch ÿLӋn cho bӝ sҥc 7.4kW trên phҫn

mӅm Altium Designer

III NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 19/8/2019

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ : 3/8/2020

;LQÿѭӧc gӱLÿӃn Thҫy NguyӉQĈuQK7X\rQOzQJELӃWѫQYjNtQKWUӑng sâu sҳc nhҩt CҧPѫQ7Kҫ\ÿmFXQJFҩp tài liӋu, kiӃn thӭc, kinh nghiӋPYjÿmKѭӟng dүn tұQWuQKÿӇ tôi có thӇ hoàn thành luұQYăQQj\7Kҫ\ÿmWҥRÿLӅu kiӋQÿӇ tôi nghiên cӭu, nâng cao kiӃn thӭc và tiӃp cұQSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu khoa hӑc mӟLĈylà niӅm vinh dӵ và tӵ KjRNKLÿѭӧc hӑc tұp và nghiên cӭXGѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa Thҫy

7{LFNJQJ[LQJӱi lӡi cҧPѫQFKkQWKjQKÿӃn quý Thҫy, Cô trong bӝ môn cung cҩp ÿLӋn, PTN nghiên cӭXÿLӋn tӱ công suҩWNKRDĈLӋn- ĈLӋn tӱ WUѭӡQJÿҥi hӑc Bách Khoa Tp Hӗ &Kt 0LQK ÿm JL~S ÿӥ, truyӅQ ÿҥt cho tôi kinh nghiӋm, kiӃn thӭc trong suӕt quá trình tôi hӑc tұp và nghiên cӭu tҥLWUѭӡng

Cuӕi cùng tôi xin gӱi lӡi cҧPѫQÿӃQJLDÿuQKQJXӗQÿӝng lӵFÿLӇm tӵDÿӇ tôi có thӇ YѭӧWTXDNKyNKăQWURQJTXiWUuQKKӑc tұp và nghiên cӭu

Tp Hӗ Chí 0LQKWKiQJQăP

7UѭѫQJ7KDQK+X\

MөFÿtFKnghiên cӭu cӫa luұQYăQOjWKLӃt kӃ bӝ sҥc tích hӧSKDLJLDLÿRҥn ÿӇ sҥc cho khӕLSLQFyÿLӋn áp 360V CҩXKuQKWăQJiS[Hn kӁ sӁ ÿѭӧc sӱ dөng FKRJLDLÿRҥQÿҫXÿӇ ÿLӅu chӍnh hӋ sӕ công suҩt và giҧm sóng hài (THD) Ӣ giai ÿRҥn thӭ hai, cҩu hình cӝQJKѭӣng LLC ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ chuyӇQÿәLÿLӋn áp dc-dc có cách ly LuұQYăQVӁ tұp trung lӵa chӑn cҩu hình phù hӧSÿӇ giҧPNtFKWKѭӟc bӝ sҥc, và tӕLѭXKLӋu suҩt chuyӇQÿәLQăQJOѭӧng dӵDWUrQÿһFWtQKELrQÿӝ ÿLӋn iSWKD\ÿәi lӟn khi sҥc cӫa khӕi pin

The main research content of the thesis is designing a two-stage onboard charger to charge a 360V lithium-ion battery pack An interleaved boost topology is employed in the first stage for power factor correction (PFC) and to reduce total harmonic distortion (THD) In the second stage, a full-bridge inductor-inductor-capacitor (LLC) multi resonant converter is adopted for galvanic isolation dc-dc conversion Design considerations focusing on reducing the charger volume, and optimizing the conversion efficiency over the wide battery pack voltage range are investigated

Tác giҧ [LQFDPÿRDQÿk\OjF{QJWUuQKQJKLrQFӭu cӫa bҧn thân tác giҧ Các kӃt quҧ nghiên cӭu và kӃt luұn trong luұQYăQOjWUXQJWKӵc không sao chép tӯ bҩt kǤ mӝt nguӗQQjRGѭӟi bҩt kǤ hình thӭc nào ViӋc tham khҧo tài liӋXÿmÿѭӧc trích dүn và ghi nguӗn tài liӋu tham khҧRÿ~QJWKHR\rXFҫu

Tác giҧ luұQYăQ

7UѭѫQJ7KDQK+X\

3.2 Dӳ liӋu sҥc pin Li-ion 14

3.3 Cҩu hình bӝ chuyӇQÿәi AC-DC 16

3.3.1 Giӟi thiӋu bӝ chuyӇQÿәi AC-DC 16

3.4.3 Cҩu hình chuyӇQÿәi Half-Bridge 26

3.4.4 Cҩu hình chuyӇQÿәi Full-Bridge 26

3.4.5 Cҩu hình Phase-Shift Full Bridge (PSFB) 27

3.4.6 Full Bridge Series Resonant Converter (FB-SRC) 28

3.4.7 Parallel Resonant Converter (PRC) 30

3.4.8 Series Parallel Resonant Converter (SPRC) 31

3.4.9 Full Bridge LLC Resonant Converter 33

3.5 Giҧi thuұWÿLӅu khiӇn sҥc cho pin lithium-ion 36

&+ѬѪ1*,97Ë1+72È17+Ð1*6Ӕ CHO MҤCH SҤC TÍCH HӦP 38

4.1 Thông sӕ thiӃt kӃ cӫa bӝ sҥc 38

4.2 Tính toán thông sӕ cho bӝ PFC 38

4.2.1 giӟi thiӋu cҩu hình Interleaved Boost PFC 38

4.2.2 ;iFÿӏnh các thông sӕ cӫa mҥch thiӃt kӃ 41

4.2.3 Tính giá trӏ cuӝn cҧm 42

4.2.4 Tính thông sӕ các linh kiӋn công suҩt 42

4.3 ThiӃt kӃ bӝ chuyӇQÿәi DC-DC theo cҩu hình Full-Bridge LLC 43

4.3.1 Thông sӕ thiӃt kӃ mҥch DC-DC: 43

4.3.2 Tәng quan vӅ bӝ chuyӇQÿәi Full-Bridge LLC 44

4.3.3 &iFEѭӟc thiӃt kӃ mҥch Full-Bridge LLC 49

5.2.1 Thông sӕ mô phӓng mҥch Full-Bridge LLC 59

5.2.2 KӃt quҧ mô phӓng mҥch full-bridge LLC 60

5.3 Mô phӓng tәn thҩt nhiӋt trên mosfet 62

&+ѬѪ1*9,7+,ӂT Kӂ MҤCH CHO BӜ SҤC TÍCH HӦP 66

6.1 ThiӃt kӃ mҥch Interleaved Boost PFC 66

6.1.1 Mô tҧ thiӃt kӃ mҥch PFC 66

6.1.2 MҥFKÿLӅu khiӇn vӟLYLÿLӅu khiӇn F280049 66

6.1.3 ThiӃt kӃ mҥch lái cho SiC MOSFET 67

6.1.4 ThiӃt kӃ phҫn công suҩt cho mҥch 68

6.2 ThiӃt kӃ mҥch DC-DC theo cҩu hình cӝQJKѭӣng LLC 71

6.2.1 Thông sӕ thiӃt kӃ mҥch LLC 71

6.2.2 ThiӃt kӃ mҥch hӗi tiӃSÿLӋn áp 72

6.2.3 ThiӃt kӃ mҥch hӗi tiӃSGzQJÿLӋn 73

6.2.4 ThiӃt kӃ mҥch công suҩt 75

KӂT LUҰ19¬+ѬӞNG NGHIÊN CӬU TIӂP THEO 76

TÀI LIӊU THAM KHҦO 77

DANH MӨC HÌNH ҦNH

+uQK/ѭӧQJ[HÿLӋn bán ra tҥLFiFQѭӟc theo tӯQJQăP 3

Hình 2 2 Dӵ báo vӅ WăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋn trong nhӳQJQăPWӟi 4

Hình 2 3 Dӵ báo vӅ WăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋn trong nhӳQJQăPWӟi 5

Hình 2 4 Dӵ EiRWăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡng sҥFFKR[HÿLӋn 5

Hình 2 5 CҩXWU~FQăQJOѭӧQJWUrQ[HÿLӋn 6

+uQK3KѭѫQJSKiSVҥc pin Li-ion, (a) CC-CV, (b) MCC-CV 10

Hình 2 7 &iFSKѭѫQJSKiSVҥc nhanh, (a) CC-CV vӟi xung âm, (b) sҥc xung vӟi tҫn sӕ biӃn thiên11 +uQKD 6ѫÿӗ khӕi cӫa mҥch PFC, (b) mҥFKWѭѫQJÿѭѫQJ 12

Hình 2 9 Mӝt sӕ cҩXKuQKÿyQJFҳt cho bӝ DC-DC 12

Hình 2 10 Mӝt sӕ cҩu hình chӍQKOѭXQJ}UD 13

+uQKĈӗ thӏ sҥc cӫa mӝt viên pin Li-ion 15

+uQKĈӗ thӏ sҥc cӫa mӝt khӕi pin Li-ion 360V công suҩt 3.2kW 16

Hình 3 3 Cҩu hình PFC trong bӝ sҥc tích hӧp 17

Hình 3 4 DҥQJVyQJGzQJÿLӋn khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ CCM 17

Hình 3 5 DҥQJVyQJGzQJÿLӋn khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ DCM 18

Hình 3 6 DҥQJVyQJGzQJÿLӋn khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ CRM 18

Hình 3 7 Cҩu hình PFC mӝt pha 19

Hình 3 8 Cҩu hình Boost PFC cҧi tiӃn vӟi hai MOSFET mҳc song song 19

Hình 3 9 Cҩu hình Interleaved boost PFC 20

Hình 3 10 Các chӃ ÿӝ hoҥWÿӝng cӫa cҩu hình Interleaved PFC 22

Hình 3 11 DҥQJVyQJGzQJÿLӋn cӫa mҥch Interleaved PFC 22

Hình 3 12 Cҩu hình Bridgeless PFC 23

Hình 3 13 Cҩu hình chuyӇQÿәi Flyback 25

Hình 3 14 Cҩu hình chuyӇQÿәi Half-Bridge 26

Hình 3 15 Cҩu hình Full-Bridge 27

Hình 3 16 Cҩu hình Phase-Shift Full Bridge 28

+uQK6ѫÿӗ khӕi mҥch chuyӇQÿәi DC-DC cӝQJKѭӣng 28

Hình 3 18 Cҩu hình Full Bridge Resonant Converter 29

+uQKĈӝ lӧi cҩu hình FB-SRC tҥi các giá trӏ Q khác nhau 29

Hình 3 20 Cҩu hình Parallel Resonant Converter 30

+uQKĈӝ lӧi cҩu hình PRC 31

+uQK6ѫÿӗ khӕi cҩu hình SPRC 32

+uQKĈӝ lӧi cҩu hình SPRC 33

Hình 3 24 Cҩu hình Full Bridge LLC 33

+uQKĈӝ lӧi cҩu hình Full Bridge LLC 34

Hình 3 26 BiӇXÿӗ sҥc cho pin lithium-ion 36

Hình 4 1 Cҩu hình Interleaved PFC 39

Hình 4 2 Dòng ngõ vào và dòng trên mӛi nhánh 40

Hình 4 3 Gía trӏ ÿӍnh- ÿӍnh cӫa gӧQGzQJÿLӋn ngõ vào 40

Hình 4 4 Bӝ chuyӇQÿәi Full-Bridge LLC vӟi cҩu hình chӍQKOѭX Full-Bridge ӣ thӭ cҩp 44

Hình 4 5 MҥFKWѭѫQJÿѭѫQJFӫa cҩu hình LLC 45

+uQKĈӗ thӏ hӋ sӕ cӝQJKѭӣng theo hӋ sӕ chҩWOѭӧng 46

Hình 4 7 ChiӅXGzQJÿLӋn trong nӱa chu kǤ GѭѫQJ 47

Hình 4 8 ChiӅXGzQJÿLӋn trong nӱa chu kì âm 48

Hình 4 9 MҥFKWѭѫQJÿѭѫQJFӫa bӝ LLC khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ tӵ do 48

+uQK7iFÿӝng cӫa hӋ sӕ chҩWOѭӧng Q tӟLÿӝ lӧLÿLӋn áp ngõ ra 50

Hình 4 11 ҦQKKѭӣng cӫDPÿӃQÿӝ lӧLÿLӋn áp ngõ ra 51

Hình 4 12 Tìm Fxmin theo Qmax và m 52

Hình 4 13 Tìm Kmax WUrQÿӗ thӏ theo Qmax và m 53

+uQK6ѫÿӗ mô phӓng bӝ PFC xen kӁ 56

+uQK6ѫÿӗ ÿLӅu khiӇn khӕi PFC khi hoҥWÿӝQJÿӝc lұp 57

Hình 5 3 Tín hiӋXÿLӅu khiӇn Ig_ref, và tín hiӋXGzQJÿLӋn Ig 57

+uQK'zQJÿLӋQYjÿLӋn áp ngõ vào 58

+uQK'zQJÿLӋn trên mӛi cuӝn cҧm so vӟLGzQJÿLӋn ngõ vào 58

Hình 5 6 Tín hiӋXGzQJÿLӋQQJ}YjRYjGzQJÿLӋn trên hai cuӝn cҧm trong mӛLFKXNuÿLӅu khiӇn 59 +uQKĈLӋn áp ngõ ra (Vlink) cӫa bӝ PFC 59

+uQK6ѫÿӗ mô phӓng khӕi Full-Bridge LLC 60

+uQK6ѫÿӗ ÿLӅu khiӇn khӕi LLC khi hoҥWÿӝQJÿӝc lұp 60

+uQKĈLӋQiSWUrQ6SYjGzQJÿLӋn qua Sp4 61

+uQKĈLӋn áp trên tө &UYjGzQJÿLӋn qua cuӝn cҧm Lr 61

+uQKĈLӋn áp trên cuӝQVѫFҩp cӫa biӃn áp 61

+uQK'zQJÿLӋn qua cuӝQVѫFҩp 62

+uQK'zQJÿLӋn qua pin 62

Hình 5 15 Thông sӕ mô phӓng cӫa mosfet trong phҫn mӅm PSIM 63

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý mô phӓng nhiӋt trên mosfet trong mҥch PFC 64

Hình 5 17 KӃt quҧ mô phӓng nhiӋt trên mosfet trong mҥch PFC 64

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý mô phӓng nhiӋt trên mosfet trong mҥch DC-DC 64

Hình 5 19 KӃt quҧ mô phӓng nhiӋt trên mosfet trong mҥch DC-DC 65

Hình 6 1 MҥFKÿLӅu khiӇn vӟLYLÿLӅu khiӇn F280049C 67

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý mҥch lái vӟi IC UCC21530 68

Hình 6 3 ThiӃ kӃ PCB cӫa mҥch lái SiC MOSFET 68

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý khӕi cҩp nguӗn 69

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý khӕi cҧm biӃn dòng 70

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý hӗi tiӃp áp ngõ vào 70

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý phҫn công suҩt cӫa mҥch PFC 71

Hình 6 8 ThiӃt kӃ 3D cӫa mҥch PFC 71

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý mҥch hӗi tiӃSÿLӋQiSSKtDVѫFҩp 72

Hình 6 10 Mҥch hӗi tiӃSÿLӋn áp cách ly cho cuӝQVѫFҩp 73

+uQK6ѫÿӗ mҥch hӗi tiӃSGzQJÿLӋn 73

Hình 6 12 Mҥch khuӃFKÿҥi tín hiӋu hӗi tiӃSGzQJÿLӋn 74

Hình 6 13 Mҥch hӗi tiӃSGzQJÿLӋn qua pin 74

+uQK6ѫÿӗ nguyên lý mҥch công suҩt LLC 75

Hình 6 15 ThiӃt kӃ 3D mҥch LLC 75

DANH MӨC BҦNG BIӆU

Bҧng 2 1 Cҩu trúc QăQJOѭӧQJWUrQ[HÿLӋn 7

Bҧng 2 2 So sánh bӝ sҥc tích hӧp giӳa các dòng xe trên thӏ WUѭӡng 9

Bҧng 3 1 Thông sӕ sҥc cӫa khӕi pin 16

Bҧng 3 2 So sánh cҩu hình AC-DC cho bӝ sҥc tích hӧp 24

Bҧng 3 3 So sánh các cҩu hình DC-DC cho bӝ sҥc tích hӧp 36

Bҧng 4 1 Thông sӕ thiӃt kӃ cӫa bӝ sҥc tích hӧp 38

Bҧng 5 1 Thông sӕ mô phӓng bӝ PFC 56

Bҧng 5 2 Thông sӕ mô phӓng mҥch Full-Bridge LLC 60

Bҧng 6 1 Thông sӕ thiӃt kӃ khӕi nguӗn 69

Bҧng 6 2 Thông sӕ thiӃt kӃ mҥch LLC 72

&+ѬѪ1*,TӘNG QUAN 1.1 Giӟi ThiӋu vӅ bӝ sҥc tích hӧp

Nguӗn dӵ trӳ dҫu mӓ không phҧi là vô tұQGRÿyFҫn thiӃt phҧi tìm mӝt nguӗQQăQJOѭӧng thay thӃ NKiFWURQJWѭѫQJODLĈLӅXÿyFjQJWUӣ nên cҩp bách khi viӋFÿӕt dҫu gây UDFiFWiFÿӝng tiêu cӵFÿӃQP{LWUѭӡng Ngày nay, phҫn lӟn các loҥL[HÿӅu sӱ dөng ÿӝQJFѫÿӕWWURQJQKѭQJFiFKmQJVҧn xuҩt xe vүn xem xét sӱ dөng các loҥLÿӝQJFѫNKiFQKDXÿӇ giҧm thiӇu tác hҥLÿӃQP{LWUѭӡng Công nghӋ sҧn xuҩt và tích trӳ QăQJOѭӧng trên pin ngày càng phát triӇn dүQÿӃn giҧi pháp sӱ dөQJQăQJOѭӧQJÿLӋn rҩt có tiӅPQăQJ Các xe lai sӱ dөQJKDLÿӝQJFѫNKiFQKDXWKѭӡng là mӝWÿӝQJFѫ ÿLӋn và mӝWÿӝQJFѫÿӕt trong, hoһFKRjQWRjQGQJÿӝQJFѫÿLӋQÿDQJQJj\FjQJÿѭӧc quan tâm và dҫn trӣ nên phә biӃn

Cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫa công nghӋ SLQJLiSLQGjQKFKR[HÿLӋQÿmJLҧm nhiӅu trong nhӳQJQăPTXDOjPFKRNKӓa cách vӅ giá giӳa các xe sӱ dөQJQăQJOѭӧng hóa thҥFKYj[HGQJQăQJOѭӧQJÿLӋn không còn chênh lӋch nhiӅX;HÿLӋn dҫn trӣ nên phә biӃQWX\QKLrQÿӇ WăQJWӕFÿӝ sҥc pin và giҧm thӡi gian sҥc vүn là mӝt yӃu tӕ ÿӇ khách hàng cân nhҳc khi lӵa chӑQ[HÿLӋn Mӝt xe sӱ dөQJÿӝng cѫÿӕt trong mҩt tӯ 3-SK~WÿӇ ÿә ÿҫy bình nhiên liӋXWURQJNKLÿy[HÿLӋn mҩt rҩt nhiӅu thӡLJLDQÿӇ sҥFÿҫy khӕLSLQWUrQ[H+ѫQWKӃ nӳa, viӋc thiӃu các bӝ sҥc và các trҥm sҥc công cӝQJFNJQJOjmӝt vҩQÿӅ lӟQQJăQFҧQQJѭӡLWLrXGQJÿӃn vӟL[HÿLӋn

ĈӇ giҧi quyӃt vҩQÿӅ sҥFSLQFKR[HÿLӋn, ngoài các trҥm sҥc công cӝng vӟi công suҩt lӟn chӍ có thӇ tìm thҩy ӣ nhӳng thành phӕ lӟn cӫDFiFQѭӟc phát triӇQQѫLPj[H{W{ÿLӋn khá phә biӃn Phҫn lӟn khoҧQJOѭӧQJ[HÿLӋn hiӋn nay vүn sҥc chӫ yӃu tҥi nhà hoһc gara thông qua mӝt bӝ sҥFÿѭӧc nhà sҧn xuҩt gҳn cӕ ÿӏnh trên xe, bӝ sҥc này sӁ lҩ\ÿLӋn trӵc tiӃp tӯ OѭӟLÿLӋn dân dөng chuyӇQÿәLWKjQKÿLӋn áp DC và sҥc ÿҫy khӕi pin trên xe mӝt bӝ sҥFQKѭYұ\ÿѭӧc gӑi là bӝ sҥc tích hӧp Thӏ WUѭӡng bӝ sҥc tích hӧp GjQKFKR[HÿLӋn còn mӟi mҿ Yjÿѭӧc dӵ ÿRiQVӁ bùng nә trong thӡi gian tӟi

NKLPjOѭӧng xe chҥ\ÿLӋQÿѭӧc dӵ báo sӁ chiӃPÿӃQOѭӧQJ[HOѭXWK{QJWUrQÿѭӡQJYjRQăP

1.2 MөFWLrXÿӅ tài

ThiӃt kӃ bӝ sҥc tích hӧp vӟi công suҩWN:FKR[HÿLӋn Nghiên cӭu cҩu hình PFC xen kӁ ÿӇ ÿLӅu chӍnh hӋ sӕ công suҩt cho ngõ vào bӝ sҥc Nghiên cӭX SKѭѫQJ SKiSchuyӇQÿәi cӝQJKѭӣQJ//&ÿӇ áp dөng cho phҫn chuyӇQÿәi DC-DC ngõ ra cӫa bӝ sҥc

1.3 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu

ĈӅ tài nghiên cӭu sӁ gӗm hai phҫn: Mô phӓng và thiӃt kӃ

Mô ph͗ng: Sӱ dөng phҫn mӅm 36,0ÿӇ mô phӓQJÿiQKJLiKLӋu quҧ cӫa cҩu hình

PFC xen kӁ cho bӝ chuyӇQÿәi AC-DC ngõ vào và cҩu hình Full-Bridge LLC cho bӝ chuyӇQÿәi DC-DC ngõ ra khi hoҥWÿӝng ӣ công suҩt 7.4kW

Thi͇t k͇: ThiӃt kӃ Vѫÿӗ nguyên lý, thiӃt kӃ PCB và dӵng mô hình 3D trên phҫn mӅm

Altium Designer Tӯ Vѫÿӗ nguyên lý tính toán chi phí linh kiӋn cho mӝt bӝ sҥc

&+ѬѪ1*II: GIӞI THIӊU Vӄ ;(Ĉ,ӊN VÀ BӜ SҤ&&+2;(Ĉ,ӊN

2.1 TiӅPQăQJFӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋn

Thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋQÿmSKiWWULӇQQKDQKFKyQJWURQJPѭӡLQăPTXDYӟLOѭӧng xe chӣ khách chҥ\ÿLӋQYѭӧt mӭc 5 triӋu chiӃFWURQJQăPWăQJVRYӟLQăPKhoҧQJOѭӧQJ[HÿLӋQOѭXWK{QJWUrQÿѭӡng là ӣ Trung Quӕc ± WѭѫQJÿѭѫQJtriӋu chiӃc Con sӕ Qj\ÿӕi vӟi Châu Âu là 24% và Hoa KǤ là 22% Hình 2.1 cho thҩy tӕFÿӝ WăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋn ӣ FiFQѭӟc theo mӛLQăP

Sӕ Oѭӧng bӝ sҥFGjQKFKR[HÿLӋQÿѭӧc bán ra trên toàn thӃ giӟLѭӟc tính khoҧng 5.2 triӋu bӝ vào cuӕLQăPWăQJ% so vӟLQăPWUѭӟF7ăQJWUѭӣng nhanh nhҩt vүn là các bӝ sҥc tích hӧSÿѭӧc gҳn sҹQWUrQ[Hѭӟc tính chiӃm khoҧng 90% trong 1.6 triӋu bӝ sҥFÿѭӧFEiQUDWURQJQăP+uQK.2 mô tҧ WăQJWUѭӣng trҥm sҥFWKHRQăPWtQKÿӃn cuӕLQăP

Hình 2 1 /˱ͫQJ[HÿL͏n bán ra t̩LFiFQ˱ͣc theo tͳQJQăP

Hình 2 2 Dӵ báo vӅ WăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋn trong nhӳQJQăPWӟi

Chính phӫ ӣ FiFQѭӟc có thӏ WUѭӡng ô tô lӟQÿDQJVLӃt chһt các tiêu chuҭn vӅ xҧ thҧi khí CO2 dành cho xe sӱ dөQJÿӝQJFѫÿӕWWURQJ&iFFKtQKViFKÿyJySSKҫQWK~Fÿҭy sӵ WăQJWUѭӣng cӫD[HÿLӋn trong nhӳQJQăPWӟLYjÿѭӧc dӵ EiRYjRQăPOѭӧng xe ÿLӋn sӁ chiӃm 5% tҥi Mӻ, 11% tҥi châu Âu và 20% tҥi Trung Quӕc Hình 2.3 dӵ báo vӅ mӭFWăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋQWURQJJLDLÿRҥn 2020-2025 có thӇ thҩy thӏ WUѭӡng Trung QuӕFÿDQJGүQÿҫu cuӝFÿXDYӅ [HÿLӋn

Theo các nghiên cӭu cӫa IDTechEx trên thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋQWKuYjRQăPVӁ có KѫQWULӋu xe chҥ\ÿLӋn tham gia giao thông trên toàn thӃ giӟi bao gӗm xe ô tô, xe buýt, xe tҧi và xe containeU'RÿyQKXFҫu vӅ các bӝ sҥFGjQKFKROƭQKYӵF[HÿLӋQFNJQJkhông hӅ nhӓ, tӯ ÿyWK~Fÿҭy sӵ phát triӇn KѫQQӳa các công nghӋ sҥFWUrQ[HÿLӋn Theo dӵ báo cӫD,'7HFK([YjRQăPWKӏ WUѭӡQJFѫVӣ hҥ tҫng và các thiӃt bӏ sҥc cho xe ÿLӋn có thӇ OrQÿӃn 40 tӍ ÿ{ODPӛLQăPPDQJÿӃn mӝWFѫKӝi rҩt lӟn cho các công ty nҵm trong chuӛi cung ӭng các bӝ sҥc cho [HÿLӋn Tӯ ÿyWҥRUDFiFFѫKӝLFNJQJQKѭthách thӭc nhҵPÿѭDUDFiFF{QJQJhӋ sҥc mӟi

Hình 2 3 Dӵ báo vӅ WăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡQJ[HÿLӋn trong nhӳQJQăPWӟi

Hình 2 4 Dӵ EiRWăQJWUѭӣng cӫa thӏ WUѭӡng sҥFFKR[HÿLӋn

2.2 /ѭXWUӳ và chuyӇQÿәLQăQJOѭӧQJWUrQ[HÿLӋn

Hình 2 5 CҩXWU~FQăQJOѭӧQJWUrQ[HÿLӋn

Hình 2.5 cho thҩy cҩXWU~FQăQJOѭӧQJÿLӇn hình cӫa mӝW[HÿLӋn Trên xe sӁ có mӝt bӝ SLQÿLӋn áp cao (300-9 YjGXQJOѭӧng lӟn (khoҧQJN:K ÿѭӧc lҳp cӕ ÿӏnh trên xe vӟi chӭFQăQJOѭXWUӳ QăQJOѭӧQJ7UrQ[HÿLӋn có ba bӝ chuyӇQÿәi công suҩt, ÿyQJYDLWUzFKX\ӇQÿәLQăQJOѭӧng trên mҥch gӗm bӝ chuyӇQÿәi công suҩt dүQÿӝng, bӝ chuyӇQÿәi công suҩt cho các thiӃt bӏ và bӝ chuyӇQÿәi công suҩt cho quá trình sҥc

Bӝ chuyӇQÿәi công suҩt dүQÿӝng gӗm mӝt bӝ nghӏFKOѭXÿLӅu khiӇQÿӝQJFѫYjEӝ chuyӇQÿәi DC-DC hai chiӅu Bӝ này hoҥWÿӝng ӣ hai chӃ ÿӝ dүQÿӝng và thҳng tái sinh Khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ dүQÿӝQJQăQJOѭӧQJÿѭӧc chuyӇn tӯ khӕLSLQVDQJÿӝQJFѫÿLӋn OjPTXD\ÿӝQJFѫÿLӋn kéo xe di chuyӇn Ӣ chӃ ÿӝ thҳQJWiLVLQKQăQJOѭӧng chuyӇn tӯ ÿӝQJFѫÿLӋQQJѭӧc lҥi khӕi pin, khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ Qj\ÿӝQJFѫÿLӋQÿyQJYDLWUzQKѭPi\SKiWÿLӋn và bӝ nghӏFKOѭXKRҥWÿӝng vӟi vai trò chӍQKOѭX%ӝ chuyӇQÿәi DC-DC hai chiӅXÿһt ӣ ngõ vào khӕLQj\JL~SÿLӅu khiӇn quá trình sҥc xҧ cho khӕi pin Bӝ chuyӇQÿәi công suҩt cho các thiӃt bӏ trên xe là bӝ DC-DC Bӝ chuyӇQÿәi này là bӝ hҥ áp, giúp chuyӇQÿәi mӭFÿLӋn áp cao tӯ pin xuӕng mӭFÿLӋn áp thҩSWKѭӡng

là 12V cung cҩp cho các thiӃt bӏ WUrQ[HQKѭÿLӅu hòa không khí, hӋ thӕng chiӃu sáng, hӋ thӕng âm thanh giҧLWUt«%ӝ chuyӇQÿәi này phҧi là bӝ chuyӇQÿәLFiFKO\ÿӇ cách ly vӅ mһWÿLӋn thiӃt bӏ trên xe vӟi nguӗQSLQÿLӋQiSFDRÿӇ ÿҧm bҧRDQWRjQFKRQJѭӡi sӱ dөng khӓi các nguy hiӇm tiӅm ҭn vӅ ÿLӋn

Thành phҫQÿLӋn tӱ công suҩt còn lҥi là bӝ sҥc tích hӧSÿӇ chuyӇQÿәLQăQJOѭӧng tӯ ÿLӋQiSOѭӟi sҥc cho khӕLSLQ7K{QJWKѭӡng bӝ sҥc tích hӧp sӁ gӗm hai phҫQĈҫu tiên là bӝ chuyӇQÿәi AC-DC kӃt hӧp vӟLÿLӅu chӍnh hӋ sӕ công suҩt, tiӃp theo là bӝ chuyӇn ÿәi DC-'&ÿӇ sҥc cho khӕi pin và cách ly vӅ ÿLӋn giӳD [HYj OѭӟLÿLӋn [1] Thông WKѭӡng, tҩt cҧ các bӝ sҥFWKѭѫQJPҥi trên thӏ WUѭӡng truyӅn tҧLQăQJOѭӧng theo mӝt chiӅu tӯ OѭӟLÿLӋQÿӃn xe Tuy nhiên, vì hҫu hӃt thӡi gian cӫD[HÿLӋQOjÿұu mӝt chӛ, trung bình khoҧng 95% thӡi gian WURQJYzQJÿӡi xe1Jѭӡi ta cho rҵng bӝ pin này có thӇ chuyӇQQăQJOѭӧng tӯ [HOrQOѭӟLÿLӋQYjQJѭӧc lҥi Kӻ thuұWÿѭӧFÿӅ xuҩt này gӑi là V2G (Vehicle To GULG ÿӇ thӵc hiӋQÿѭӧFÿLӅu này bӝ sҥc tích hӧSWUrQ[HÿLӋn phҧi là bӝ sҥc hai chiӅu Khi xe ÿLӋQÿұu ӣ gara và kӃt nӕi vӟLOѭӟLÿLӋn qua bӝ sҥc hai chiӅu nó có thӇ trҧ QăQJOѭӧQJQJѭӧc vӅ OѭӟLÿLӋn

2.3 Phân loҥi bӝ sҥFGjQKFKR[HÿLӋn

CҩSÿӝ sҥc

ĈLӋn áp ngõ vào

Công suҩt sҥc

4XmQJÿѭӡng ÿLÿѭӧc sau 1h

160000$ Bҧng 2 1 CҩXWU~FQăQJOѭӧQJWUrQ[HÿLӋn

30000$-B͡ s̩c c̭p 1: Bӝ sҥc tích hӧp cҩSÿӝ mӝt thích hӧSÿӕi vӟi các xe lai PHEV

(Petrol-hybrid electric vehicles), hoһc các loҥi xe không yêu cҫu cao vӅ thӡi gian sҥc Bӝ sҥc cҩp mӝt phù hӧp vӟLÿӕLWѭӧng khách hàng di chuyӇn ngҳn khoҧng 40km mӝt ngày hoһc nhӳng khách hàng NK{QJFyEmLÿә xe vӟLFѫVӣ hҥ tҫng phù hӧp cho các bӝ sҥc lӟQKѫQBӝ sҥc cҩp mӝWÿѭӧc khuyӃn khích sӱ dөQJÿӕi vӟi nhӳng khách hàng di chuyӇn khoҧng NPQăP

B͡ s̩c c̭p 2: Bӝ sҥc cҩp hai là mӝt cҩSÿӝ sҥc phә biӃQÿӕi vӟL[HÿLӋn, bӝ sҥc lҩy

ÿLӋn trӵc tiӃp tӯ OѭӟLÿLӋQWKѭӡng mӭFÿLӋn áp 220V/AC) thông qua các ә cҳPÿLӋn công suҩt cao Bӝ sҥc cҩp hai có tӕFÿӝ sҥFÿDGҥng do dҧi công suҩt trҧi dài tӯ 3.6kW OrQÿӃn 19.2kW, hoһFTXmQJÿѭӡQJÿLÿѭӧFOrQÿӃn trên 100km sau mӝ giӡ sҥc Bӝ sҥc cҩp hai sҥc QKDQKKѫQQKLӅu so vӟi bӝ sҥc cҩp mӝt do sҥc ӣ GzQJÿLӋQYjÿLӋn áp lӟn Tuy nhiên, công suҩt sҥc càng lӟn thì cҫn phҧLFyFѫVӣ hҥ tҫng tӕt, tùy thuӝFYjRFѫVӣ hҥ tҫng ӣ mӛi khu vӵc mà nhà sҧn xuҩt sӁ lӵa chӑn công suҩt sҥc phù hӧp vӟi dòng xe bán ra ӣ khu vӵFÿy

Tҩt cҧ các nhà sҧn xuҩWÿӅu khuyên khách hàng sӱ dөng bӝ sҥc cҩp hai, dù chi phí bӓ UDFDRKѫQQKѭQJKLӋu quҧ mang lҥi sӁ rҩt lӟn, bӝ sҥc cҩp hai giúp tiӃt kiӋPÿѭӧc thӡi gian sҥc, mӝt trong nhӳng phiӅn phӭc khi sӱ dөQJ[HÿLӋn Bӝ sҥc cҩp hai có thӇ là bӝ sҥc tích hӧp trên xe hoһc trҥm sҥc rӡi lҳp tҥi gara, trҥm sҥc công cӝng

B͡ s̩c c̭p 3: Bӝ sҥc cҩSEDWKѭӡng là các trҥm sҥc nhanh, bӝ sҥc sӁ cung cҩp dòng

ÿLӋn DC trӵc tiӃp vào xe Vӟi công suҩt sҥc lӟQWKѭӡng trên 50kW, sҥc 10 phút có thӇ ÿLÿѭӧFNPGRÿyEӝ sҥc cҩp ba cҫQÿѭӧc triӇn khai vӟLFѫVӣ hҥ tҫng phӭc tҥSÿLkèm Chi phí triӇn khai thҩp nhҩt khoҧng 25000$ cho mӝt trҥm sҥFÿѫQOҿ WK{QJWKѭӡng, và khoҧng 60000$ cho trҥm sҥc thông minh Trҥm sҥc cҩSEDWKѭӡQJÿѭӧc triӇn khai theo dҥng cөPÿӇ giҧm chi phí giá thành

Loҥi xe

'XQJOѭӧng pin loҥi pin

Công suҩt bӝ sҥc tích hӧp

Quãng ÿѭӡQJÿLNKL

sҥFÿҫy

Thӡi gian sҥFÿҫy

Nissan leaf 24 kWh

BMW Active E

NhiӅXSKѭѫQJSKiSVҥFSLQÿmÿѭӧFÿӅ xuҩWÿӇ sҥFFKR[HÿLӋn, cҫQOѭXêUҵng tuәi thӑ và mұWÿӝ QăQJOѭӧng trên mӛi viên pin không chӍ ÿѭӧc quyӃWÿӏnh bӣi thành phҫn hóa hӑc cӫa nó mà còn bӏ WiFÿӝng bӣLSKѭѫQJSKiSVҥF3KѭѫQJSKiSVҥFQKѭtrong hình 2.6a ÿѭӧc gӑLOjSKѭѫQJSKiS&&-CV (Constant Currente ± Constan Voltage) mӝt trong nhӳQJSKѭѫQJSKiSVҥc phә biӃn cho các loҥLSLQéWѭӣng cӫDSKѭѫQJSKiSsҥc này là sҥc viên pin ӣ mӝWGzQJÿLӋn tӕLÿDNK{QJÿәLGzQJÿLӋQQj\WKѭӡQJÿѭӧc TX\ÿӏnh bӣi nhà sҧn xuҩWFKRÿӃQNKLÿLӋn áp cӫDSLQWăQJÿӃn giá trӏ ÿӍnh, tҥi giá trӏ

Qj\GX\WUuÿLӋn áp sҥc cӕ ÿӏQKFKRÿӃn khi dòng sҥc trên pin giҧm xuӕQJGѭӟi 10% so vӟi dòng sҥc tӕLÿDWKuÿѭӧc tính là hoàn thành mӝt chu kǤ sҥF>@ĈӇ WăQJNKҧ QăQJnҥSQăQJOѭӧng cӫa pin mӝWSKѭѫQJSKiSVҥFWѭѫQJWӵ CC-&9ÿmÿѭӧFÿӅ xuҩt gӑi là MCC-CV (multi-stage constant Current ± Constant Voltage), thay vì sҥc pin ӣ mӝt giai ÿRҥn әn dòng và mӝWJLDLÿRҥn әn áp QKѭ&&-&9WKuSKѭѫQJSKiSQj\VӁ chia quá trình sҥc thành nhiӅu giai ÿRҥn nhӓ KѫQ QKѭ WURQJ KuQK E

Hình 2 6 3KѭѫQJSKiSVҥc pin Li-ion, (a) CC-CV, (b) MCC-CV

+DLSKѭѫQJSKiSVҥFQKѭWUrQÿӅu bӏ giӟi hҥn khҧ QăQJWUX\Ӆn tҧLQăQJOѭӧng do quá trình phân cӵF QKѭ SKkQ Fӵc ohm, phân cӵF ÿLӋn hóa và phân cӵc nhҩt quán NhiӅu SKѭѫQJSKiSVҥc mӟi, giúp giҧm ҧQKKѭӣng cӫa quá trình phân cӵFÿDQJÿѭӧc nghiên cӭu phát triӇn Mӝt trong nhӳQJKѭӟng tiӃp cұQÿyOjNӃt hӧSWKrPFiFJLDLÿRҥn xҧ pin trong chu kǤ sҥFÿӇ WăQJNKҧ QăQJQҥSQăQJOѭӧng cӫa pin [3]+ѭӟng tiӃp cұn này có thӇ áp dөQJÿӕi vӟi cҧ SKѭѫQJSKiS&&-CV và MCC-&9ÿӇ WăQJKLӋu suҩt Ví dөng ÿѫQJLҧn vӅ áp dөng kӻ thuұWQj\YjRSKѭѫQJSKiSVҥc CC-&9ÿѭӧc trình bày trong hình 2.7a MӝWSKѭѫQJSKiSVҥFNKiFÿѭӧFÿӅ xuҩt là sҥc xung vӟi tҫn sӕ WKD\ÿәi [4] 7URQJSKѭѫQJSKiSVҥc này, mӝt tҫn sӕ xung tӕLѭXÿѭӧF[iFÿӏnh liên tөFÿӇ phân phӕi các ion vào chҩWÿLӋn phân.Giӳa các xung này sӁ có nhӳng khoҧng nghӍ ÿѭӧc tính toán ÿӇ trung hòa và khuӃch tán ion Các khoҧng nghӍ Qj\ÿѭӧF[iFÿӏnh bҵng giҧi thuұt tìm

ÿLӇm công suҩt cӵFÿҥLÿӇ [iFÿӏQKGzQJÿLӋn tӕLÿDPjSLQFyWKӇ nhұQÿѭӧc theo thӡi gian thӵc Hình 2.7b mô tҧ vӅ dҥng sóng cӫD SKѭѫQJ SKiS Vҥc xung vӟi tҫn sӕ biӃn thiên Sӱ dөng kӻ thuұt này sӁ ÿҥWÿѭӧc hiӋu suҩWFDRKѫQNKLVRViQKYӟi SKѭѫQJSKiSCC-CV hoһc sҥc vӟi tҫn sӕ cӕ ÿӏnh

Hình 2 7 &iFSK˱˯QJSKiSV̩c nhanh, (a) CC-CV vͣi xung âm, (b) s̩c xung vͣi t̯n s͙ bi͇n thiên

2.5 CҩXKuQKFѫEҧn cӫa mӝt bӝ sҥc

Ĉҫu tiên là bӝ chuyӇQÿәi AC-DC gӗm các thành phҫQFKtQKQKѭOӑc EMI, chuyӇn ÿәi PFC (Power Factor Correction), bӝ chӍQKOѭXYjWө liên kӃW'&QKѭKuQK 2.8a Bӝ chuyӇQÿәL3)&ÿѭӧFÿLӅu khiӇn vӟi tín hiӋu tҫn sӕ FDRÿӇ ÿLӅu chӍQKGzQJÿLӋn xoay chiӅu theo tҫn sӕ YjÿLӋQiSOѭӟL/êWѭӣng nhҩt là bӝ AC-DC hoҥWÿӝQJQKѭPӝt tҧi trӣ QKѭKuQK.8b, ÿӇ loҥi bӓ tәng méo dҥng sóng hài và tӕLѭXKyDKLӋu suҩt truyӅn tҧi

Hình 2 8 D 6˯ÿ͛ kh͙i cͯa m̩ch PFC, (b) m̩FKW˱˯QJÿ˱˯QJ

TiӃp theo sau bӝ chuyӇQÿәi AC-DC là bӝ chuyӇn ÿәi DC-DC cách ly gӗm các hӋ thӕng các khóa chuyӇn mҥch, biӃn áp xung, bӝ chӍQKOѭXYjEӝ lӑc thông thҩSĈӕi vӟi các mҥch DC-DC cӝQJKѭӣng thì có thêm khӕi cӝQJKѭӣng xen giӳa các khóa chuyӇn mҥch và biӃn áp xung

Vӟi các cҩXKuQKÿyQJFҳWNKiFQKDXQKѭtrong hình 2.9, ӣ cùng giá trӏ ÿLӋn áp DC và hӋ sӕ ÿLӅu khiӇn, cҩu hình full-bridge cho giá trӏ hiӋu dөng (RMS) cao gҩSÿ{LVRYӟi cҩu hình half-EULGJH'RÿyYӟLFQJÿLӋn áp ngõ vào và tӹ lӋ ÿyQJFҳt cҩu hình full-bridge cho công suҩt ngõ ra gҩSÿ{L&{ng suҩt sҥFFDRKѫQWKӡi gian sҥc ngҳQKѫQOX{QOjѭXWLrQKjQJÿҫu khi thiӃt kӃ bӝ sҥc Vì thӃ luұQYăQQj\VӁ sӱ dөng cҩu hình full-bridge

Hình 2 9 Mӝt sӕ cҩXKuQKÿyQJFҳt cho bӝ DC-DC

Hình 2.10 trình bày mӝt sӕ cҩu hình cho bӝ chӍQKOѭX&ҩu hình chӍQKOѭXQӱa cҫu chӍ chӍQKOѭXPӝt nӱa GzQJÿLӋn ngõ vào nên mұWÿӝ QăQJOѭӧng không cao Cҩu hình

chӍQKOѭXQKkQÿ{LGzQJÿLӋn và cҩu hình chӍQKOѭXWUXQJWkPFKӍ phù hӧp vӟi các ӭng dөQJFyGzQJÿLӋn FDRYjÿLӋn áp thҩS7X\QKLrQÿӕi vӟi ӭng dөng sҥFSLQWKuÿLӋn áp cӫa pin cao, và dòng sҥc thҩSGRÿyWURQJOXұQYăQQj\VӁ sӱ dөng cҩu hình chӍQKOѭXtoàn cҫu cho phҫn chӍQKOѭXӣ ngõ ra

Hình 2 10 Mӝt sӕ cҩu hình chӍQKOѭX ngõ ra

2.6 &iFNKyNKăQNKLWKL͇t k͇ b͡ s̩c tích hͫp

ĈӇ ÿѭӧc mӝt bӝ sҥc nhӓ gӑn, hiӋu suҩt cao thì bӝ sҥc tích hӧp phҧi thiӃt kӃ dӵa trên các tiêu chí sau

o Tҫn sӕ hoҥWÿӝQJFDRÿӇ giҧPNtFKWKѭӟc và khӕLOѭӧng linh kiӋn

o Cҧ KDLJLDLÿRҥQWăQJiSYjKҥ áp ÿLӅu phҧi hoҥWÿӝng ӣ dҧLÿLӋn áp rӝng o PhҧLFyWtQK QăQJ=96ÿӇ giҧm tәn thҩWÿyQJFҳWFNJQJQKѭJLҧm nhiӉu

ÿLӋn tӯ (EMI) khi hoҥWÿӝng ӣ tҫn sӕ cao

o Phҧi sӱ dөng biӃn áp xung ӣ tҫn sӕ FDRÿӇ ÿҥWÿѭӧc hiӋu suҩt cao và cách O\ÿLӋn mà không ҧQKKѭӣng nhiӅu ÿӃQNtFKWKѭӟc mҥch

o HiӋu suҩt chuyӇQÿәLQăQJOѭӧng phҧLÿѭӧc tӕLѭXWUrQWRjQGҧi hoҥWÿӝng cӫDSLQFNJQJQKѭFiFÿLӅu kiӋn tҧi khác nhau

&+ѬѪ1*,,I: PHÂN TÍCH VÀ LӴA CHӐN CҨU HÌNH CHO BӜ SҤC TÍCH HӦP

3.1 Giӟi thiӋu

Trên xe ÿLӋn, mӝt bӝ sҥc tích hӧSOêWѭӣng phҧLÿiSӭQJÿѭӧc các tiêu chí gӑn nhҽ, hiӋu suҩt cao, thӡi gian sҥc ngҳQĈӇ ÿҥWÿѭӧc các yêu cҫXÿmQrXWKuOӵa chӑn cҩu hình chuyӇQÿәLQăQJOѭӧng là mӝt trong nhӳQJEѭӟc quan trӑng cҫn phҧi thӵc hiӋQÿҫu tiên khi bҳt ÿҫu thiӃt kӃ bӝ sҥc

Trong ӭng dөng sҥFSLQFKR[HÿLӋQÿLӋQiSYjGzQJÿLӋn cӫDSLQWKD\ÿәi trên mӝt dҧi rӝng phө thuӝc vào chӃ ÿӝ sҥFSLQFNJQJQKѭORҥi pin Vì vұ\ÿӇ có thӇ hoҥWÿӝng vӟi hiӋu suҩt tӕLÿDWәn thҩt truyӅn dүn và tәn thҩWÿyQJFҳt tӕi thiӇu, trên toàn bӝ dҧi ÿLӋn áp cӫa pin là mӝt thӱ thách lӟn khi thiӃt kӃ bӝ sҥFFKR[HÿLӋn Khi so sánh vӟi các bӝ chuyӇQÿәLGQJSKѭѫQJSKiSÿLӅu chӍQKÿӝ rӝng xung PWM Bӝ chuyӇQÿәi cӝng Kѭӣng có nhiӅXѭXÿLӇPKѫQQKѭJLҧm tәn thҩWÿyQJFҳt và hiӋu suҩt chuyӇQÿәi cao KѫQ+RҥWÿӝng ӣ tҫn sӕ cao giúp giҧPNtFKWKѭӟc các linh kiӋn tӯ hóa, dүQÿӃQWăQJmұW ÿӝ QăQJ OѭӧQJ 9j WtQK QăQJ ÿLӋQ iS ÿyQJ Fҳt vӅ sau mӛi chu kì (ZVS ± Zero Voltage Switching) giúp loҥi trӯ WiFÿӝng cӫa mӝt sӕ nhiӉXÿLӋn tӯ'Rÿy, các bӝ chuyӇn ÿәi DC-DC cӝQJKѭӣng là mӝt ӭng cӱ viên sáng giá cho ngõ ra cӫa bӝ chuyӇQÿәi vӟi yêu cҫu vӅ dҧLÿLӋn áp rӝQJYjGzQJÿLӋn lӟn

7URQJFKѭѫQJQj\SKҫn 3.3 sӁ phân tích nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa các cҩu hình PFC tӯ ÿyOӵa chӑn cҩu hình phù hӧp cho bӝ chuyӇQÿәi AC-DC Phҫn 3.4 sӁ tұp trung phân tích các cҩu hình chuyӇQÿәi DC-DC cӝQJKѭӣng tӯ ÿyOӵa chӑn cҩu hình phù hӧp nhҩt cho bӝ chuyӇQÿәi DC-DC

3.2 Dӳ liӋu sҥc pin Li-ion

Mӝt viên pin là mӝWÿѫQYӏ ÿLӋQKyDOѭXWUӳ QăQJOѭӧng hóa hӑc và có thӇ chuyӇn ÿәLWKjQKQăQJOѭӧQJÿLӋn Trong sӕ các loҥi pin phù hӧSFKR[HÿLӋn [5] Pin Li-on có ѭXWKӃ KѫQFiFORҥLSLQNKiFQKѭPұWÿӝ QăQJOѭӧng lӟn, không có hiӋQWѭӧng nhӟ, tәn

hao do tӵ pKyQJÿLӋn thҩSNKLÿӇ lâu ngày không sӱ dөng >@'RÿySLQ/L-ion trӣ nên phә biӃQWUrQ[HÿLӋn Trong luұQYăQQj\SLQ/L-LRQÿѭӧc sӱ dөQJOjPÿӕLWѭӧng nghiên

cӭu cho các bӝ sҥc

3KѭѫQJSKiSVҥc vӟLGzQJÿLӋn cӕ ÿӏQKYjÿLӋn áp cӕ ÿӏQKWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng trên các bӝ sҥFSLQ3KѭѫQJSKiSQj\JL~SVҥc nhanh QKѭQJNK{QJWUiQKNKӓi gây suy giҧm hiӋu suҩt pin [7] Hình 3.1 là biӇXÿӗ sҥc cӫa mӝt viên pin li-LRQ9LrQSLQÿѭӧc dùng trong ví dө FyÿLӋQiSEuQKWKѭӡQJ9GXQJOѭӧng 2350mAh Viên pin cҥQÿҫu tiên ÿѭӧc sҥc ӣ chӃ ÿӝ GzQJÿLӋQNK{QJÿәLWKѭӡng 1-& .KLÿLӋQiSWăQJOrQÿӃn 4.2V, bӝ sҥc sӁ chuyӇn sang chӃ ÿӝ sҥFiSNK{QJÿәLYjGzQJÿLӋn bҳWÿҫu giҧm xuӕng Công suҩt sҥc cao nhҩWÿҥWÿѭӧc tҥLÿLӇm chuyӇn trҥng thái tӯ sҥc vӟLGzQJNK{QJÿәi sang áp NK{QJÿәi

Hình 3 1 Ĉ͛ th͓ s̩c cͯa m͡t viên pin Li-ion

Dӵa trên dӳ liӋu sҥc cӫa mӝt viên pin, có thӇ WtQKUDÿѭӧc dӳ liӋu sҥc cӫa mӝt khӕi pin Trong hình 3.2 là dӳ liӋu sҥc cӫa mӝt khӕi pin vӟi công suҩt tӕL ÿD ÿҥW ÿѭӧc là 3.2kW Trong quá trình sҥc, khӕi pin có thӇ WѭѫQJÿѭѫQJYӟi mӝWÿLӋn trӣ, và giá trӏ ÿLӋn trӣ bҵng vӟLÿLӋn áp pin trong quá trình sҥc dòng

Hình 3 2 Ĉ͛ th͓ s̩c cͯa m͡t kh͙i pin Li-ion 360V công sṷt 3.2kW

Theo hình 3.2 có bӕn ÿLӇm quan trӑng trong ÿӗ thӏ sҥFĈLӇm ÿҫXYjÿLӇm cuӕi ÿӗ thӏ ÿӇ [iFÿӏnh bҳWÿҫu và kӃt thúc quá trình sҥFÿLӇPPjÿLӋn áp cӫa khӕi pin bҵng vӟi ÿLӋQiSÿӏnh mӭc thiӃt kӃĈLӇm còn lҥi là ÿLӇm chuyӇn tӯ JLDLÿRҥn sҥc dòng sang giai ÿRҥn sҥc áp Tham sӕ tҥi bӕQÿLӇPQj\ÿѭӧc thӕng kê trong bҧng 3.1, dӵa vào cái tham sӕ này có thӇ WtQKÿѭӧc hӋ sӕ chҩWOѭӧng cӫa bӝ sҥF7URQJFiFFKѭѫQJWLӃp theo, quá trình phân tích bӝ sҥc sӁ dӵa trên khӕi pin li-LRQFyÿLӋQiSÿӏnh mӭc là 360V

Tham sӕ Giátrӏ tҥLÿLӇm bҳWÿҫu

Giá trӏ tҥLÿLӋn iSÿӏnh mӭc

Giá trӏ tҥLÿLӇm CC-CV

Giá trӏ tҥLÿLӇm kӃt thúc

Bҧng 3 1 Thông sӕ sҥc cӫa khӕi pin

3.3 Cҩu hình bӝ chuyӇQÿәi AC-DC

3.3.1 Giӟi thiӋu bӝ chuyӇQÿәi AC-DC

Bӝ chuyӇQÿәi AC-DC ngõ vào là mӝt thành phҫn quan trӑng cӫa bӝ sҥc tích hӧp Lӵa chӑQÿ~QJFҫu hình là vô cùng quan trӑng ÿӇ ÿiSӭng các yêu cҫu vӅ sóng hài dòng ÿLӋQQJ}YjRÿLӋQiSQJ}UDYjÿLӅu chӍnh hӋ sӕ công suҩt

Bӝ WăQJiS%RRVWFRQYHUWHU YjFiFÿһc tính dүn cӫDQyÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi cho các ӭng dөng PFC [8] So sánh khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ dүn liên tөc (CCM ± Continuous Conduction Mode), bӝ WăQJiSKRҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ dүQJLiQÿRҥn DCM (Discontinuous Conduction Mode) có tәn thҩWÿyQJFҳt thҩSKѫQ7X\QKLrQNKLKRҥWÿӝng ӣ công suҩt cao, hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ DCM gây ra các tҳc nghӁQGzQJÿLӋn trên linh kiӋQÿLӋn tӱ Vì thӃ, chӍ có chӃ ÿӝ CCM là phù hӧp cho ӭng dөng công suҩt lӟQQKѭEӝ sҥc tích hӧp

Hình 3 5 DҥQJVyQJGzQJÿLӋn khi hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ DCM

Hình 3 6 D̩QJVyQJGzQJÿL͏n khi ho̩Wÿ͡ng ͧ ch͇ ÿ͡ CRM

MҥFK3)&WKѭӡng hoҥWÿӝng ӣ tҫn sӕ rҩt FDRÿӇ tӕLѭXKyDNtFKWKѭӟc linh kiӋn và nhiӉXÿLӋn tӯ (EMI) Tҫn sӕ ÿyQJFҳt cӫa mҥFKWKѭӡng phҧi nhӓ KѫQN+]KRһc lӟn KѫQN+]YuNKLÿyQJFҳt ӣ dҧi tҫn sӕ tӯ N+]ÿӃQN+]NtFKWKѭӟc cӫa các linh kiӋn lӑc EMI cҫn thiӃt sӁ lӟn [9]

3.3.2 Conventional Boost PFC

Bӝ chuyӇQÿәi conventional boost PFC gӗm mӝt bӝ chӍQKOѭXFҫu diode theo sau là

bӝ WăQJiSPӝWJLDLÿRҥn Nó dӉ dàng thiӃt kӃÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong phҫn lӟn các ӭng dөng không yêu cҫu quá cao vӅ mһt kӻ thuұt Bӝ 3)&WKѭӡQJÿѭӧc thiӃt kӃ ÿһt ӣ ngõ vào cӫa bӝ nguӗQÿӇ WăQJKӋ sӕ công suҩW.KyDÿyQJFҳt cӫa bӝ chuyӇQÿәLÿѭӧc ÿLӅu khiӇQÿӇ duy trì hҵng sӕ ÿLӋn áp tҥi ngõ ra và giҧm gӧQGzQJÿLӋn gây ra bӣi bӝ

chuyӇQÿәLĈLӋQiSQJ}UDÿѭӧFÿLӅu khiӇn bҵQJFiFKWKD\ÿәLÿӝ lӟn chu kì nhiӋm vө cӫD[XQJÿLӅu khiӇn Trong cҩu hình này có thӇ sӱ dөng diode mҳc song song vӟi khóa bán dүn trên mҥFK ÿӇ ÿҥW ÿѭӧc công suҩt tӕL ÿD Yj JLҧm thiӇu tәn thҩW ÿyQJ Fҳt trên mҥch

Hình 3 7 Cҩu hình PFC mӝt pha

Hình 3 8 Cҩu hình Boost PFC cҧi tiӃn vӟi hai MOSFET mҳc song song

Mҳc song song nhiӅu MOSFET sӁ giúp mҥch hoҥWÿӝng hiӋu quҧ ӣ công suҩt cao Bӣi vì khi các MOSFET Qj\ ÿѭӧF ÿyQJ FҳW ÿӗng thӡL GzQJ ÿLӋQ ÿL TXD Pӛi MOSFET sӁ giҧm xuӕng mӝt nӱa nӃu là mҳc song song hai MOSFET Mҳc song song nhiӅu MOSFET FNJQJJL~SFҧi thiӋn tәn thҩt do nhiӋWYuGzQJÿLӋQÿѭӧc phân tán rӝng

ra Các mosfet sӱ dөng trong cҩu hình này phҧLFyFQJÿһc WtQKÿLӋn và có cҧm kháng thҩp

Khi so sánh vӟi cҩu hình PFC xen kӁ, dòng gӧn trên tө lӑc FDRKѫQWUrQFҩu hình PFC xen kӁ Bҩt lӧi lӟn nhҩt cӫa cҩu hình boost PFC là tәn thҩt truyӅn dүn lӟn khi dòng ÿLӋn chҥy qua các linh kiӋn bán dүn [10] Tҫn sӕ hoҥWÿӝng cao gây tәn thҩt do dòng phөc hӗLQJѭӧc trên cái diode lӟQ+ѫQQӳa, khi hoҥWÿӝng ӣ công suҩWFDRGzQJÿLӋn cӵFÿҥi trên cuӝn cҧm lӟQGRÿyGүQÿӃn các thành phҫn tӯ WtQKÿLNqPFӗng kӅnh

3.3.3 Interleaved Boost PFC

Bӝ Interleaved PFC bao gӗm mӝt cҫu diode theo sau là hai bӝ PFC mҳc song song hoҥWÿӝng lӋch pha nhau 1800 ÿӇ triӋt tiêu dòng gӧn Quá trình triӋt tiêu các gӧn dòng ÿLӋQÿҥt hiӋu quҧ cao nhҩt khi hai bӝ PFC hoҥWÿӝng ӣ 50% chu kǤ nhiӋm vө Các thành phҫn trong mҥch không thӇ ÿyQJFҳt chính xác theo mӛLSKDGRÿyYLӋc triӋt tiêu hoàn toàn 100% gӧn là không thӇ Cҩu hình PFC xen kӁ giúp cҧi thiӋQÿLӋQÿӝ gӧQGzQJÿLӋn trên tө QJ}UDQKѭOjPӝWWtQKQăQJFӫa quá trình vұn hành Khi chu kǤ nhiӋm vө thay ÿәi tӯ 0% ÿӃQGzQJÿLӋn trên tө ÿѭӧc giӳ gҫQQKѭNK{QJÿәi

Hình 3 9 Cҩu hình Interleaved boost PFC

Cҩu hình Interleaved PFC WKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi cho các bӝ nguӗn có công suҩt tӯ WUXQJEuQKÿӃn lӟn (>500W) VӅ mһt lý thuyӃt, có thӇ mҳc xen kӁ nhiӅu bӝ PFC cho mӝt bӝ nguӗn, tuy nhiên thông dөng nhҩt vүn là cҩu hình hai bӝ PFC mҳc song song QKѭKuQK9ӟi cҩu hình PFC hai pha, hai khóa bán dүQÿyQJFҳt luân phiên nhau dүQÿӃn hai bӝ PFC hoҥWÿӝQJQJѭӧc pha nhau (lӋch pha 1800 'RÿyWҫn sӕ ÿyQJFҳt cӫa mӛi khóa bán dүQFNJQJOjPӝt nӱa tҫn sӕ hoҥWÿӝng cӫa mҥch Hình 3.10 (a) và hình 3.10 (b) thӇ hiӋQKѭӟQJÿLFӫDGzQJÿLӋn trong mҥFK3)&NKLÿLӋQiS$&QJ}YjRÿDQJӣ nӱDFKXNuGѭѫQJ+uQK 3.10 (c) và hình 3.10 (d) thӇ hiӋn hѭӟQJÿLFӫDGzQJÿLӋn khi ÿLӋQiS$&QJ}YjRÿDQJӣ nӱa chu kǤ âm Hình thӇ hiӋn dҥng sóng cӫDGzQJÿLӋn trong mҥFK 'zQJ ÿLӋn ngõ vào luôn bҵng tәQJ GzQJ ÿLӋQ ÿLӋn qua hai cuӝn cҧm trên hai nhánh (L1và L2) Do các gӧQGzQJÿLӋn ӣ ngõ vào cӫa hai cuӝn cҧm QJѭӧc pha tӵ triӋt tiêu lүQQKDXQrQÿӝ gӧQGzQJÿLӋn trên mӛi cuӝn cҧPFNJQJQKӓ9jGRGzQJÿLӋQÿLqua hai cuӝn cҧm nên cҩXKuQKQj\FNJQJJLҧm tәn thҩWQăQJOѭӧng do tҧn nhiӋt giӕng QKѭFҩu hình hai mosfet mҳc song song, tӯ ÿyFҩXKuQKQj\ÿѫQJLҧn hóa viӋc thiӃt kӃ tҧn nhiӋt cho mҥch

Do hai mosfet hoҥWÿӝQJÿӝc lұp vӟLQKDXQrQNK{QJJk\NKyNKăQWURQJYLӋc lӵa chӑn mosfet phù hӧp Tҫn sӕ ÿyQJFҳt cӫa mӛi nhánh PFC bҵng mӝt nӱa tҫn sӕ ÿyQJcҳt cӫa mҥFKGRÿyWәn thҩt trên mӛLPRVIHWFNJQJJLҧm mӝt nӱa

6DXÿk\OjPӝt sӕ WtQKQăQJFKtQKFӫa cҩu hình PFC xen kӁ:

x 'Rÿһc tính cӫa cҩu hình xen kӁ giúp giҧPÿӝ lӟn cӫa gӧQGzQJÿLӋn, giҧm (0,YjNtFKWKѭӟc bӝ lӑc ngõ vào

x Tәn thҩt trên chӍQKOѭXFҫXGLRGHWѭѫQJWӵ QKѭWәn thҩt trên cҩXKuQK3)&Fѫbҧn

x Cҩu hình này có lӧi thӃ trong giҧm tәn thҩt trên cuӝn cҧm

x Cuӝn cҧPFyNtFKWKѭӟc bҵng mӝt nӱa cuӝn cҧm trên cҩXKuQK3)&FѫEҧn

Hình 3 10 Các chӃ ÿӝ hoҥWÿӝng cӫa cҩu hình Interleaved PFC

Hình 3 11 DҥQJVyQJGzQJÿLӋn cӫa mҥch Interleaved PFC

3.3.4 Cҩu hình Bridgeless PFC

Trong cҩu hình này, bӝ chӍQKOѭXEҵng cҫXGLRGHÿmÿѭӧc loҥi bӓ Vӏ trí cӫa cҫu GLRGHÿѭӧc thay bҵng hai diode tҫn sӕ cao, cùng hai khóa bán dүn MOSFET và mӝt cuӝn cҧPQKѭKuQK7URQJFҩu hình PFC xe kӁ Yj3)&FѫEҧn thì các diode chӍQKOѭXluôn dүQGRÿyJk\UDWәn thҩt truyӅn dүn lӟn Nhӳng tәn thҩt truyӅn dүQQKѭKDLFҩu hình nêu trên sӁ không xuҩt hiӋn trên cҩu hình Bridgeless PFC

Hình 3 12 Cҩu hình Bridgeless PFC

Hình 3.12 trình bày cҩXKuQKFѫEҧn cӫa mӝt mҥFK%ULGJHOHVV3)&YjKѭӟQJÿLcӫDGzQJÿLӋn trong hai nӱa chu kì cӫDÿLӋn áp AC ngõ vào Khi nguӗn AC ӣ nӱa chu NuGѭѫQJGzQJÿLӋQÿLWӯ nguӗn qua cuӝn cҧm L1, lúc này Q1 hoҥWÿӝng vӟi vai trò mӝt NKyDÿyQJFҳWÿӇ ÿLӅu khiӇn mҥch và diode D1 hoҥWÿӝQJQKѭPӝt diode chӍQKOѭXQJ}ra Trong suӕt nӱa chu kì này, Q2 hoҥWÿӝng ӣ chӃ ÿӝ chӍQKOѭXÿӗng bӝ nhҵm chӍnh OѭXQJXӗQ$&QJ}YjR7ѭѫQJWӵ, ӣ nӱa chu kǤ âm thì Q2, D3 giӳ YDLWUzÿyQJFҳt mҥch, Q1 giӳ vai trò chӍQKOѭX6ӵ khác nhau vӅ tәn thҩWÿLӋQQăQJJLӳa mҥFK3)&Fѫbҧn, Interleaved PFC và mҥch Bridgeless PFC chính là sӵ khác nhau giӳDÿLӋQiSUѫLtrên hai diode chӍQKOѭX9F) ӣ cҩXKuQK3)&FѫEҧQYjÿLӋQiSUѫLWUrQPRVIHW9DS(ON)) dây ra bӣi RDS trên mӝt MosIHW7K{QJWKѭӡng, tәn thҩt gây ra bӣLÿLӋQiSUѫLWUrQ0RVIet sӁ nhӓ KѫQQKLӅu so vӟLÿLӋQiSUѫLWUrQGLRGH'RÿyFҩu hình Bridgeless PFC có thӇ cҧi thiӋn tәn thҩt tӕWKѫQKDLFҩXKuQKÿmWUuQKEj\&yWKӇ sӱ dөng mӝt cuӝn cҧm cho cҩu hình Bridgeless thay vì hai cuӝQ/Yj/ QKѭVѫÿӗ trên Tuy nhiên sӱ dөng hai cuӝn cҧPÿӇ giҧm sӵ SKyQJÿLӋn lúc cҩSÿLӋn cho mҥch tӯ ә cҳm

Cҩu hình Bridgeless PFC gһp các vҩQÿӅ bҩt lӧi vӅ EMI Bên cҥQKÿyGzQJÿLӋn ngõ vào dҥng thҧ nәi nên không thӇ hӗi tiӃSÿLӋn áp ngõ vào mà không dùng biӃn áp hoһFRSWR'RÿyÿӇ ÿRÿѭӧFGzQJÿLӋn ngõ vào, cҫn sӱ dөng mҥch phӭc tҥSÿӇ ÿRULrQJ

biӋWGzQJÿLӋQWUrQPRVIHWYjGLRGH+ѫQQӳa, khi hoҥWÿӝng ӣ công suҩt cao, thì các thành phҫn tӯ tính khá là cӗng kӅnh GRGzQJÿӍnh trên cuӝn cҧm lӟn

HiӋu suҩt khi so sánh ba cҩXKuQK3)&ÿѭӧc tóm tҳt trong bҧng 31KѭFyWUuQKbày trong bҧng 3.2, cҩu hình Interleaved boost PFC có hiӋu suҩt tәng thӇ tӕt nhҩt trong các ӭng dөng công suҩt cao.

Conventional

boost Bridgeless boost

Interleaved boost

GӧQGzQJÿLӋn

.tFKWKѭӟc linh

Bҧng 3 2 So sánh cҩu hình AC-DC cho bӝ sҥc tích hӧp

3.4.1 Giӟi thiӋu bӝ chuyӇQÿәi DC-DC trong bӝ sҥc

Ngõ ra cӫa bӝ chuyӇQÿәi AC-'&SKtDWUrQOjFKѭDÿӫ ÿӇ sҥFFKR[HÿLӋn, ngõ ra cӫa bӝ AC-DC cҫn phҧi tiӃp tөc qua mӝt bӝ chuyӇQÿәi nӳa mӟLFyÿѭӧFGzQJÿLӋn mong muӕn cho quá trình sҥc pin Bӝ chuyӇQÿәi DC-DC thì có nhiӅu cҩXKuQKÿӇ lӵa chӑn Có thӇ chia thành hai loҥi là có cách ly và không cách ly Buck, Boost, Buck-boost, Cuk là nhӳng cҩu hình chuyӇQÿәi DC không cách ly Fly-back, Push-

pull, Half Bridge(HB), Full Bridge (FB), Phase Shift Full Bridge (PSFB), Resonant Converter (RC) là nhӳng cҩu hình khҧ thi cho bӝ chuyӇQÿәi DC cách ly

Trên [HÿLӋn, cách ly giӳDÿLӋn áp cao YjÿLӋn áp thҩp là cҫn thiӃt cho sӵ an toàn cӫa QJѭӡi dùng vì vұy cҩXKuQKFiFKO\WKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng Lӵa chӑn cҩu hình phù hӧp là quá trình quan trӑng trong thiӃt kӃ bӝ DC cách ly Lӵa chӑn cҩXKuQKWKѭӡng dӵa vào công suҩt ngõ ra cӫa bӝ sҥc 'ѭӟLÿk\sӁ trình bày mӝt sӕ cҩu hình DC-DC cách ly phә biӃn có thӇ ӭng dөng trong bӝ sҥc tích hӧp

3.4.2 Bӝ chuyӇQÿәi Flyback

Bӝ chuyӇQÿәi )O\EDFNQKѭWURQJKuQK3.13 WKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng trong các ӭng dөng chuyӇQÿәLWăQJiS Khi mà cҫn chuyӇQÿәi mӭFÿLӋn áp vӟi tӍ lӋ chuyӇQÿәi lӟn, bên cҥnh viӋc sӱ dөng các máy biӃQ iS QJѭӡi ta có thӇ lӵa chӑn sӱ dөng cҩu hình flyback Vӟi các ӭng dөng công suҩt lӟn, các biӃn áp trong cҩu hình flyback cҫn phҧi có khe hӣ không khí lӟQKѫQÿӇ OѭXWUӳ QăQJOѭӧng Các khe hӣ không khí quá lӟn sӁ dүQÿӃn suy giҧPÿӝ tӵ cҧPWK{QJOѭӧng rò rӍ lӟn tӯ ÿyGүQÿӃn suy giҧm hiӋu suҩt chuyӇQÿәLQăQJOѭӧng cӫa mҥch Bӝ chuyӇQÿәi Flyback có mӝt sӕ ѭXÿLӇPQKѭÿiSӭng nhanh, cҩu hình không quá phӭc tҥp, KѫQQӳa hiӋu suҩt cӫa cҩXKuQKFNJQJÿѭӧc WăQJFѭӡng nhӡ quá trình ZVS (Zero Voltage Switching) [11] ChuyӇn mҥch mӅPFNJQJcó thӇ áp dөng vào mҥch Flyback khi triӇn khai mӝt mҥch kҽS ÿL NqP Yӟi cҫu hình flyback cӝQJKѭӣQJÿӇ WăQJKLӋu suҩt cӫa mҥch và giҧm dòng gӧn [12]

Hình 3 13 Cҩu hình chuyӇQÿәi Flyback

Cҩu hình chuyӇQÿәi dҥng cҫu là mӝt trong nhӳng cҩu hình chuyӇQÿәi DC-DC sӱ dөng hai hoһc bӕn khóa bán dүQFyÿLӅu khiӇn, ÿӇ truyӅn QăQJOѭӧng qua biӃn áp ӣ tҫn sӕ cao

3.4.3 Cҩu hình chuyӇQÿәi Half-Bridge

Cҩu hình chuyӇQÿәi DC-DC Half- Bridge ÿѭӧc mô tҧ trong hình 2.14 Cҩu hình half-bridge gӗm hai nӱa cҫXNK{QJÿӕi xӭng mҳc song song nhau ӣ ngõ ra Cҩu hình half-bridge là mӝt trong nhӳng cҩXKuQKÿѭӧFÿLӅu khiӇn bҵng kӻ thuұWWKD\ÿәLÿӝ rӝng xung PWM và có khҧ QăQJFKX\ӇQÿәi ZVS So vӟi các cҩu hình chuyӇQÿәi cӝQJKѭӣng GQJSKѭѫQJSKiSFKX\Ӈn mҥch mӅm khác cҩu hình chuyӇQÿәi Half-Bridge có nhӳng ÿһFÿLӇm nәi bұt QKѭӭng suҩt GzQJÿLӋn, ÿLӋn áp thҩp, tәn thҩWQăQJOѭӧng thҩp, và tҫn sӕ [XQJÿLӅu khiӇn cӕ ÿӏnh

Hình 3 14 C̭u hình chuy͋Qÿ͝i Half-Bridge

3.4.4 Cҩu hình chuyӇQÿәi Full-Bridge

Cҩu hình chuyӇQÿәi DC-DC sӱ dөng bӕn khóa bán dүQÿѭӧc mҳc theo dҥng cҫu +ÿӇ ÿLӅu khiӇn dòng ÿLӋn qua biӃn iSQKѭKuQK Cҩu hình Full-Bridge là mӝt trong nhӳng cҩu hình phә biӃQWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ FiFKO\YjWăQJJLҧPÿLӋn áp Cҩu KuQKFѫEҧn gӗm bӕn khóa bán dүn có thӇ là Mosfet, Transistor, IGBT BiӃn áp vӯa