cấu tạo hoạt động của động cơ điện, cấu trúc tổng quan về chuyển đổi một chiều. Hoạt động của các phần tử bán dẫn công suất 1. Lịch sử . Kỷ nguyên của truyền động điện có thể coi như bắt đầu từ thế kỷ 19 khi Tesla phát minh ra động cơ không đồng bộ năm 1888. Từ đó, động cơ điện dần dần thay thế động cơ hơi nước, vốn được coi là động lực cho cách mạng công nghiệp lần thứ nhất (thế kỷ 18) và lần thứ hai (thế kỷ 19). Sự ra đời của các van bán dẫn công suất lớn như diode, BJT, thyristor, triac và tiếp đó là IGBT thực sự mang đến cho truyền động điện một sự biến đổi lớn về chất và lượng. Các van bán dẫn chịu điện áp ngày càng cao và khả năng dẫn dòng ngày càng lớn đã tạo nên các cấu hình bộ biến đổi ngày càng đa dạng: chỉnh lưu (ACDC converter), nghịch lưu (DCAC converter, inverter), bộ biến đổi một chiều (DCDC converter) và bộ biến đổi xoay chiều (ACAC converter) cho phép điều khiển dòng năng lượng cấp cho động cơ một cách hợp lý, phù hợp với yêu cầu công nghệ. Hành tinh của chúng ta đang đối mặt với vấn đề nóng dần lên do hiệu ứng nhà kính do khí thải công nghiệp và sinh hoạt. Nguồn nhiên liệu và đặc biệt là nhiên liệu tự nhiên đang dần bị cạn kiệt. Chất lượng của cuộc sống, thậm chí sự tồn tại của nhân loại đang bị đe dọa. Hơn bao giờ hết, khoa học và công nghệ là phương tiện hữu hiệu để con người khai thác và gìn giữ thiên nhiên. Các nghiên cứu bùng nổ về năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, địa nhiệt và năng lượng sóng biển không chỉ là một trào lưu trong vòng gần hai thập kỷ qua, mà còn là một xu hướng không thể tránh khỏi để tạo ra lưới điện thông minh và linh hoạt. Các bộ biến đổi công suất DCDC đã trở lại thành đề tài nghiên cứu nóng hổi. Chúng có chức năng tăng hoặc hạ áp (boostbuck), kết nối các thiết bị sơ cấp (tuốc bin sức gió hoặc các tấm pin năng lượng mặt trời) với các bộ biến đổi khác (như nghịch lưu DCAC) để cung cấp năng lượng cho lưới điện quốc gia hoặc các hộ tiêu thụ. Trong việc khai thác các nguồn năng lượng mới, các bộ lưu điện công suất lớn (energy storages) đóng vai trò vô cùng quan trọng, giúp điều hòa và ổn định lưới điện, khắc phục bản chất thay đổi của các nguồn năng lượng thiên nhiên (cường độ ánh sáng mặt trời do thời tiết, ngàyđêm, cường độ và hướng gió). Ô tô điện được dự báo là phương tiện di chuyển trong tương lai để giải quyết vấn đề cạn kiệt nguồn xăng dầu và ô nhiễm môi trường do ô tô chạy xăng gây ra. Không chỉ đơn thuần là phương tiện di chuyển, ô tô còn là một trong những đối tượng mà những công nghệ mới nhất phục vụ con người được tích hợp để tăng tính tiện nghi và an toàn. Ô tô điện cũng là một trong những ứng dụng mà các thành tựu của truyền động điện và điện tử công suất được góp mặt: từ các công nghệ điều khiển động cơ, điều khiển chuyển động tối ưu, cho đến chất lượng của các bộ biến đổi công suất, hay khả năng lưu trữ điện của các loại nguồn.
Trang 1BÀI VIẾT TÌM HIỂU VỀ Ô TÔ ĐIỆN
Sự ra đời của các van bán dẫn công suất lớn như diode, BJT, thyristor, triac và tiếp đó là IGBT thực sự mang đến cho truyền động điện một sự biến đổi lớn về chất và lượng Các van bán dẫn chịu điện áp ngày càng cao và khả năng dẫn dòng ngày càng lớn đã tạo nên các cấu hình bộ biến đổi ngày càng đa dạng: chỉnh lưu (AC/DC converter), nghịch lưu (DC/AC converter, inverter), bộ biến đổi một chiều (DC/DC converter) và bộ biến đổi xoay chiều (AC/AC converter) cho phép điều khiển dòng năng lượng cấp cho động cơ một cách hợp lý, phù hợp với yêu cầu công nghệ
Hành tinh của chúng ta đang đối mặt với vấn đề nóng dần lên do hiệu ứng nhà kính do khí thải công nghiệp và sinh hoạt Nguồn nhiên liệu và đặc biệt là nhiên liệu tự nhiên đang dần bị cạn kiệt Chất lượng của cuộc sống, thậm chí sự tồn tại của nhân loại đang bị đe dọa Hơn bao giờ hết, khoa học và công nghệ là phương tiện hữu hiệu để con người khai thác và gìn giữ thiên nhiên Các nghiên cứu bùng
nổ về năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, địa nhiệt và năng lượng sóng biển không chỉ là một trào lưu trong vòng gần hai thập kỷ qua,
mà còn là một xu hướng không thể tránh khỏi để tạo ra lưới điện thông minh và linh hoạt Các bộ biến đổi công suất DC/DC đã trở lại thành đề tài nghiên cứu nóng hổi Chúng có chức năng tăng hoặc hạ áp (boost/buck), kết nối các thiết bị sơ cấp (tuốc bin sức gió hoặc các tấm pin năng lượng mặt trời) với các bộ biến đổi khác
Trang 2(như nghịch lưu DC/AC) để cung cấp năng lượng cho lưới điện quốc gia hoặc các
hộ tiêu thụ
Trong việc khai thác các nguồn năng lượng mới, các bộ lưu điện công suất lớn (energy storages) đóng vai trò vô cùng quan trọng, giúp điều hòa và ổn định lưới điện, khắc phục bản chất thay đổi của các nguồn năng lượng thiên nhiên (cường độ ánh sáng mặt trời do thời tiết, ngày-đêm, cường độ và hướng gió)
Ô tô điện được dự báo là phương tiện di chuyển trong tương lai để giải quyết vấn đề cạn kiệt nguồn xăng dầu và ô nhiễm môi trường do ô tô chạy xăng gây ra Không chỉ đơn thuần là phương tiện di chuyển, ô tô còn là một trong những đối tượng mà những công nghệ mới nhất phục vụ con người được tích hợp để tăng tính tiện nghi và an toàn Ô tô điện cũng là một trong những ứng dụng mà các thành tựu của truyền động điện và điện tử công suất được góp mặt: từ các công nghệ điều khiển động cơ, điều khiển chuyển động tối ưu, cho đến chất lượng của các bộ biến đổi công suất, hay khả năng lưu trữ điện của các loại nguồn
2 Giới thiệu về ô tô điện.
Nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt, việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế trong tương lai đang diễn ra Các nhà sản xuất ôtô cho rằng, trong tương lai, các nguồn năng lượng mà nhân loại sử dụng sẽ rất đa dạng, trong
đó điện và hydro là có triển vọng nhất
Dựa trên những dự báo đó, ngành công nghiệp ôtô thế giới đang hướng tới và phát triển những mẫu xe chạy điện, điện xăng, điện và hydro để chuẩn bị cho tương lại
Năm 2012 sẽ là năm nhiều mẫu ôtô chạy điện, điện xăng điện được bán rộng rãi và 2015 sẽ đánh dấu sự thương mại hóa của những chiếc ôtô sử dụng năng
Trang 3Ôtô chạy điện hiện nay đã đạt được nhiều tiến bộ trong kỹ thuật sản xuất Tại triển lãm ôtô Tokyo vừa diễn ra đầu tháng 12/2011, các nhà sản xuất hàng đầu thế giới như Mercedes Benz, Toyota, Nissan đều giới thiệu những mẫu xe điện rất ưu việt.
Các mẫu xe chạy đều có trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ và pin nhiên liệu với dung lượng lớn, có thể sạc ở nhà và có quãng đường chạy dài hơn Xe ôtô điện hiện nay có thể chạy trên quãng đường 100-105 km với tốc độ tối đa từ 70-75km/h
Về mặt kĩ thuật, hiện nay ô tô chạy điện có 2 nhược điểm quan trọng đó là năng lượng dự trữ thấp (khoảng 100 lần thấp hơn ô tô dùng động cơ nhiệt truyền thống) và giá thành ban đầu cao hơn (khoảng 30-40% cao hơn so với ô tô dùng động cơ nhiệt) Những chướng ngại khác cần được giải quyết để đưa ô tô chạy điện vào ứng dụng trong thực tế một cách đại trà là khả năng gia tốc, thời gian nạp điện, vần đề sưởi và điều hòa không khí
Số ô tô bán được (1000chiếc/năm)
Biểu đồ thể hiện số lượng ô tô điện năm 2010
II.Cấu trúc tổng quan về chuyển đổi DC-DC trong ô tô điện:
1. Mô hình.
1.1 khái niêm ổ địa.
Không có ổ điện thuần túy, ứng dụng hybrid đầy đủ với khoảng cách điện của một vài km nội thành tốc độ và gia tốc lai Plugin với tùy chọn quản lý khoảng cách
Trang 4điển hình như đi làm hàng ngày để làm việc bằng tinh khiết ổ điện Sáng tạo cao trong sự phát triển của phân khúc này của công nghệ ổ đĩa và nó là một thách thức cho tất cả các nhà sản xuất xe để phát triển các khái niệm trên một mặt tối ưu sử dụng tiềm năng chức năng của công nghệ hybrid và mặt khác có thể được thực hiện một cách hiệu quả trong một loạt các ứng dụng.
Một mục tiêu cơ bản trong quyết định thiết kế là để xác định một kiến trúc mà cả
hai đáp ứng yêu cầu hiện tại và cũng có thể cung cấp khả năng mở rộng cho các mẫu thiết kế trong tương lai Các yêu cầu về sự phối hợp cao với các ổ đĩa thông thường, cũng như các kinh nghiệm lái xe điển hình của BMW cho các ứng dụng, cũng đóng một vai trò quyết định trong việc lựa chọn kỹ thuật khái niệm cho các ổ đĩa lai của ActiveHybrid 5
Dựa trên những nhận xét này, một thiết kế hybrid song song đã được lựa chọn với khả năng lái xe điện cho khái niệm hệ thống truyền lực của ActiveHybrid 5 Một máy điện tích hợp có không gian của chuyển đổi và chức năng khởi động mô-men xoắn thông thường được thực hiện bởi một nội bộ truyền ly hợp Một tách hợp được nằm giữa các máy điện và động cơ đốt trong Điều này cho phép động cơ đốt
bị ngắt kết nối từ ổ đĩa và do đó làm cho lái xe có thể hoàn toàn sử dụng động cơ đốt trong Đối với chiếc xe điện hiệu suất tối ưu, cũng như thoải mái và đặc tính đáp ứng trong thời gian bắt đầu của động cơ đốt, thiết kế có một đơn vị riêng biệt
đã được tích hợp như là một khối bổ sung động cơ trong các ổ đĩa vành đai Hình 1 minh họa kiến trúc hệ thống truyền lực của ActiveHybrid 5
Trang 5Hình 1: Hệ thống truyền lực.
1.2 Hệ thống khởi động.
Sự bắt đầu của động cơ đốt điện của lái xe đặc biệt quan trọng đối với đầy đủ hệ truyền động hybrid điện Để thực hiện đầy đủ các yêu cầu cho việc này động cơ bắt đầu đã được tích hợp thêm một hệ thống khởi động Hệ thống này bao gồm một pin 12V, có thể được mạ kẽm phân lập từ pin 12V cung cấp điện, và một động cơ khởi động trong ổ đĩa vành đai trong đó có lợi thế đáng kể trong một khởi động thông thường liên quan đến NVH chất lượng Khởi động động cơ là một móng vuốt cực máy với các thiết bị điện tử điện tích hợp Sửa đổi vào ổ đĩa vành đai đảm bảo rằng chuyển năng lượng cơ học có thể xác định được một cách chắc chắn với trục khuỷu
1.3 Hệ thống ổ địa điện.
Hình 2: Sơ đồ hệ thống ổ điên.
Điện tử công suất là đơn vị điều khiển trung tâm trong hệ thống ổ điện Ngoài việc cung cấp năng lượng của điện A / C máy nén, các thiết bị điện tử điện chứa các công cụ chuyển đổi DC / DC và các biến tần độ rộng xung điều chế các chất lỏng làm mát đảm bảo rằng các thiết bị điện tử điện có thể duy trì chức năng của
nó trong tất cả các hoạt động và trong một phạm vi rộng các điều kiện nhiệt
Bộ chuyển đổi DC / DC giả định các chức năng của phát điện thông thường trong xe và cung cấp cho hệ thống xe điện 12V với năng lượng cần thiết Sử dụng các thiết bị điện tử điện điện áp DC HV được chuyển đổi thành điện áp xe 12V, cung cấp theo yêu cầu công suất đầu ra tối đa của DC / DC là 2,4 kW và 2,8 kW
Trang 6Xung kiểm soát biến tần (PWR) điều khiển máy sử dụng một IGBT B6 mạch cầu nó chuyển đổi điện áp DC HV vào một giai đoạn 3 dòng điện xoay chiều, điều khiển máy Bidirectionality đảm bảo rằng cả hai mô tơ và hoạt động phát điện.
Máy điện tử là một máy tính đồng bộ kích thích rotor sử dụng 16 cực cặp với các nam châm vĩnh cửu Stato bao gồm 24 cuộn dây làm mát bằng chất lỏng E Sử dụng kiểm soát lĩnh vực định hướng các máy điện cung cấp nguồn điện tối đa 40
kW và mô-men xoắn tối đa 210 Nm
1.4Pin Lithium-ion điện áp cao.
Pin Lithium-ion điện áp cao được đặc trưng bởi một thiết kế nhỏ gọn và mô-đun, mật độ năng lượng cao và mức caotiêu chuẩn an toàn
Pin HV bao gồm 96 tế bào lithium phosphat sắt kết nối trong mỗi loạt 12 tế bào được sắp xếp trong một mô-đun nhỏ gọn và hàn bằng tia laser Ngoài ra, các tế bào
có thể được cân bằng cùng một trạng thái phí bằng cách sử dụng CSCS CSCS 8 được kết nối trong pin HV trung vào một kiểm soát đơn vị, thông qua một dụng cụ nội bộ Nó chứa các chức năng quản lý pin và kích hoạt chuyển tiếp trong pin HV, cũng như một van làm lạnh
2. Các bộ biến đổi DC-DC
Bộ biến đổi DC-DC là bộ biến đổi công suất bán dẫn, có hai cách để thực hiệncác bộ biến đổi DC-DC kiểu chuyển mạch: dùng các tụ điện chuyển mạch và dùng các điện cảm chuyển mạch Giải pháp dùng điện cảm chuyển mạch có ưu thế hơn ở các mạch công suất lớn
- biến đổi DC-DC hạ áp (buck )
- biến đổi DC-DC tăng áp (boots )
- biến đổi DC-DC đảo dấu điện áp (buck-boost/inverting )
3. Hệ thống bộ biến đổi DC-DC
Các chế độ hoạt động của ô tô cần có các bộ biến đổi DC-DC tăng / hạ áp hai chiều (Bidirectional Buck-Boost DC-DC converter) với các chức năng khác nhau Hình 3 mô tả tổng thể hệ thống nguồn bao gồm ắc quy, siêu tụ và bộ biến đổi DC-
DC hai chiều
Trang 7Hình 3 Hệ thống nguồn năng lượng với các chế độ hoạt động.
Hai bộ biến đổi DC-DC hai chiều đóng vai trò khác nhau trong hệ thống Bộ biến đổi giữa siêu tụ và DC-link có vai trò làm giảm cấp điện áp của siêu tụ và huy động công suất lớn từ siêu tụ trong quá trình tăng tốc Mức điện áp định mức ở DC-link cần có để cấp nguồn cho động cơ hoạt động là 300VDC Trong quá trình hãm tái sinh năng lượng, điện áp DC-link có thể dâng lên lới 600VDC Nếu đấu nối trực tiếp siêu tụ vào DC-link thì cần lựa chọn siêu tụ có khả năng chịu được mức điện áp 600VDC Trên thực tế, siêu tụ điện được chế tạo với mức điện áp nhỏ, chỉ khoảng vài VDC, module siêu tụ có mức điện áp lớn nhất trên thị trường hiện nay là 125VDC [1] Nếu đấu nối tiếp nhiều module để có điện áp 600VDC sẽ khiến giá thành bị nâng lên rất cao, đồng thời gây khó khăn cho việc điều khiển cân bằng điện áp giữa các module, dẫn tới khả năng nổ toàn bộ siêu tụ Do vậy, bộ biến đổi DC-DC này có vai trò hạ mức điện áp từ 600VDC xuống 250VDC (hai module mắc nối tiếp) trong quá trình hãm tái sinh Đồng thời, nó có vai trò huy động một lượng công suất lớn trong thời gian ngắn từ siêu tụ để phục vụ quá trình tăng tốc cho xe Điều này tránh được việc phải huy động công suất lớn từ ắc quy,
do vậy sẽ đảm bảo được tuổi thọ ắc quy
Bộ biến đổi giữa ắc quy và DC-link có vai trò điều phối dòng năng lượng nạp
về ắc quy trong quá trình hãm tái sinh và nâng điện áp từ ắc quy lên DC-link Ắc
Trang 8quy có mật độ năng lượng cao nhưng có mật độ công suất thấp Điều đó có nghĩa
ắc quy có khả năng tích trữ lớn, đảm bảo cung cấp năng lượng cho ô tô chạy đủ quãng đường yêu cầu nhưng khả năng phóng và đặc biệt là nạp năng lượng bị hạn chế Khi hãm tái sinh, toàn bộ năng lượng lớn trả về sẽ được nạp nhanh chóng vào siêu tụ, chỉ một lượng nhỏ được nạp vào ắc quy sao cho phù hợp với đặc tính nạp chậm để đảm bảo tuổi thọ cho ắc quy Bộ biến đổi DC-DC này cũng cho phép hạ cấp điện áp trên bộ ắc quy, tránh việc đấu nối tiếp nhiều ắc quy gây khó khăn cho việc cân bằng tải
Hình 4 Hệ thống nguồn năng lượng cho ô tô điện.
Với cái nhìn ở cấp độ hệ thống, các nguồn năng lượng và bộ biến đổi phải được quản lý và điểu khiển một cách đồng bộ, thống nhất như thể hiện trên Hình 4 Mạch đo và giám sát trạng thái ắc quy có nhiệm vụ đo lường, thu thập, tổng hợp các giá trị nhiệt độ, dòng điện, điện áp phóng, nạp ắc quy trong các chế độ và đưa thông tin về bộ điều khiển trung tâm để giám sát, hiển thị và điều tiết Bộ điều khiển dòng năng lượng nhận tín hiệu từ bộ điều khiển trung tâm, từ thông tin về dòng điện, điện áp một chiều đo được, tính toán và phát ra xung PWM điều khiển hai bộ biến đổi DC-DC tăng / hạ áp hai chiều Bộ điều khiển dòng năng lượng có trách nhiệm phân phối, quản lý và điều khiển tối ưu hóa dòng năng lượng trao đổi giữa nguồn và tải trong các chế độ hoạt động
Trang 9Hình 5 Cấu hình cơ bản của bộ biến đổi DC-DC tăng / hạ áp hai chiều.
Cấu hình cơ bản và nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi DC-DC hai chiều tương đối đơn giản, được minh họa trên các Hình 5, 6 và 7 Chế độ boost (tăng áp) được thực hiện như sau: trước tiên van IGBT T2 mở, cuộn kháng được nạp điện Sau đó, T2 khóa lại, cuộn kháng phóng điện mở thông diode D1, nạp điện vào tụ Chu kỳ tiếp theo lại được thực hiện như vậy, tụ không thể phóng điện ngược trở lại
do T1 không mở và D1 phân cực ngược Do đó điện áp của tụ sẽ dâng cao dần lên Đây là chế độ hoạt động tăng áp Chế độ buck (hạ áp) được thực hiện như sau: trước tiên T1 mở, tụ phóng điện qua cuộn cảm nạp vào ắc quy Sau đó van T1 khóa lại, năng lượng còn thừa trong cuộn cảm được giải phóng qua D2 Tùy thuộc vào
tỷ số đóng cắt (duty cycle) mà điện áp phía ắc quy sẽ thấp hơn điện áp trên tụ với một tỷ lệ tương ứng
Hình 6 Minh họa chế độ hoạt động tăng áp.
Trang 10Hình 7 Minh họa chế độ hoạt động hạ áp
4 Bộ chuyển đổi DC-DC 25kw/dm 3 sử dụng điốt SiC:
4.1 Giới thiệu về bộ biến đổi DC-DC dùng điốt SiC.
Sự phát triển của các loại xe cực thấp là một cách thức lớn cho ngành công nghệ
ô tô và trở thành nhiều hơn và nhiều hơn nữa một trình điều khiển công nghệ cho các thiết bị điện tử điện Thành phần quan trọng, cho dù nói về chiếc xe điện hoặc hybrid, pin nhiên liệu, mạnh mẽ và có hiệu quả chuyển đổi DC / DC cao Rõ ràng cho thấy khả năng tiết kiệm điện lên đến 24% cho các loại xe nội thành phục hồi năng lượng bị hãm
Hình 8:Hệ thống truyền động hybrid với công suất cao DC / DC chuyển đổi.
Xe điện thuần túy có các hạn chế do mật độ năng lượng thấp của pin so với các nhiên liệu thông thường Một cách tiếp cận hấp dẫn hơn là sử dụng nhiên liệu trong động cơ đốt trong hoặc một tế bào nhiên liệu để cung cấp nhu cầu điện liên tục, và hệ thống lưu trữ năng lượng điện cho phục hồi sức khoẻ
Trang 11Pin là không phải luôn luôn lưu trữ của sự lựa chọn cho các ứng dụng lực kéo, bởi vì họ không có thể được sạc nhanh chóng và tồn tại chỉ có một số giới hạn của chu kỳ sạc / xả Trong khi đó, siêu tụ điện có thể chịu phí rất cao và xả dòng chảy cung cấp một số lượng gần như không giớ hạn của chu kỳ.
Hình 9: Một chuyển đổi DC / DC nhận một lưu trữ năng lượng điện "lý tưởng" với
điện áp đầu cuối không đổi.
Vấn đề chính với các tụ điện là điện áp đầu cuối thay đổi như là một chức năng của năng lượng lưu trữ.Một khớp nối trực tiếp với ổ đĩa đòi hỏi một biến tần với một đánh giá rất cao hiện nay.Tất cả các đánh giá hệ thống của chúng tôi đã chỉ
ra rằng chèn một công cụ chuyển đổi DC / DC giữa các tụ điện và biến tần ổ đĩa dẫn đến giảm chi phí hệ thống tổng thể
4.2 Chuyển đổi topo hình học.
Chúng ta đã thiết lập các mục tiêu để thực hiện một công cụ chuyển đổi siêu nhỏ gọn, nên có sự phát sinh:
Tích hợp trực tiếp vào một đơn vị lưu trữ điện Để bao gồm một loạt các ứng dụng, chúng tôi đã chỉ định một phạm vi linh hoạt điện áp từ 100V của V1 cho phía điện áp thấp (VLV), và từ V1+10 V đến 450V trên phía điện áp cao (VHV) V1 được phép cho toàn bộ phạm vi điện áp trong thời gian hoạt động Chuyển đổi với công suất đầu ra danh nghĩa của 100kW phải có khả năng để xử lý các dòng điện lên tới 300A theo cả hai hướng, và phù hợp với một khối lượng 4 lít, tương đương với kích thước của một cuốn sách
Một cách đơn giản chuyển mạch tăng/ hạ áp được lựa chọn đã được lựa chọn, vì
số lượng thấp của các thành phần thụ động Điều này đặc biệt quan trọng bởi vì các thành phần thụ động xác định khối lượng chuyển đổi Đối với tỷ lệ điện áp cho VHV / VLV thấp hơn 4.5:1 thì sơ đồ tăng/ hạ áp là thích hợp Hạn chế chính phải được xem xét trong một ứng dụng là VLV điện áp luôn luôn được thấp hơn so với VHV điện áp
Trang 12Hình 10: Sơ đồ tăng/hạ áp
4.3 Khái niệm nhiều pha.
Sử dụng giai đoạn N cho một công cụ chuyển đổi DC / DC cung cấp nhiều lợi thế hơn một khái niệm giai đoạn duy nhất:
Tần số cơ bản của các gợn sóng điện áp và hiện tại cao và điện áp thấp DC-link được N lần tần số chuyển đổi các gợn tải trọng hiện tại cho cả hai tụ điện DC-link được giảm 1 / N Chi phí cho các bộ lọc EMI được rất nhiều lại duced theo cách này
Ngoài ra, tổng khối lượng của cuộn cảm chính là giảm 1 / N, vì khối lượng này
là tỷ lệ thuận với tổng năng lượng từ trường lưu trữ trong các lõi từ
Mặt khác, một số lượng lớn của các giai đoạn cũng gây ra một số nhược điểm Cổng mạch điều khiển và cảm biến hiện tại cho cân bằng giai đoạn hiện nay là cần thiết Để đánh giá số lượng tối ưu của giai đoạn có liên quan đến mật độ năng lượng, chúng tôi tính toán tổng khối lượng cho điện dẫn chính (s), kiểm soát và logic điều khiển, mô-đun điện và thanh dẫn xe buýt như là một chức năng của số lượng giai đoạn N Như thể hiện trong hình 9, tối thiểu là khá hình xảy ra giữa 7 và
16 giai đoạn Với hơn khoảng 12 giai đoạn khối lượng cho các trình điều khiển cửa khẩu và các mối liên kết trở nên chiếm ưu thế để tổng khối lượng chuyển đổi tăng lên một lần nữa Lấy tất cả các kết quả này, chúng tôi đã chọn N = 12 Con số này thậm chí còn thuận lợi hơn bởi vì nó có thể được chia cho 2, 3, 4 và 6, và cung cấp cho chúng ta một sự linh hoạt tuyệt vời trong việc hình thành các phân nhóm của các giai đoạn Một tối ưu hóa đối với EMI và hiệu quả tải một phần có thể theo