b, Mô hình bộ biến đổ
2.3.3. Bộ biến đổi kiểu full-bridge
Bộ biến đổi DC-DC được sử dụng để tăng điện áp đầu ra trên hệ thống pin nhiên liệu. Trong một số tài liệu tổng quát đã chỉ ra rằng có 2 cấu trúc được sử dụng rộng rãi là :
- Bộ biến đổi PWM full-bridge thông thường - Bộ biến đổi PWM full-bridge phase shifted
Để làm giảm kích thước và trọng lượng của các thành phần từ tính, đòi hỏi phải tăng tần số chuyển mạch cho bộ biến đổi DC-DC. Tuy nhiên, bộ biến đổi PWM thông thường hoạt động tại tần số cao. Các mạch kí sinh có tác động làm giảm hiệu suất của bộ biến đổi.
Trong các ứng dụng công suất cao, tổn hao chuyển mạch tăng và yêu cầu phải có các mạch bảo vệ cho chúng. Việc sử dụng mạch bảo vệ hay các mạch tương đương sẽ làm giảm đáng kể tổn hao và hiệu suất thấp hơn.
Trong trường hợp của bộ biến đổi full Bridge thông thường, các van chéo đối diện nhau tên là Q1 và Q2 hay Q3 và Q4, được mở hay khóa một cách đồng thời như
mô tả trong hình 2.18. Khi tất cả 4 van đều khóa, dòng tải chạy vòng qua các diode chỉnh lưu. Năng lượng được tích trữ trong cuộn cảm của biến áp công suất, do sự tồn tại rõ ràng của điện dung tiếp giáp trên mosfet. Điều này tạo ra việc cần thiết phải sử dụng mạch bảo vệ làm tăng toàn bộ tổn hao và làm giảm hiệu suất của bộ biến đổi.
Nếu mạch bảo vệ không được sử dụng, việc lựa chọn linh kiện trở nên rất khó vì điện áp giới hạn cho các van phải được cao hơn. Nếu điện áp giới hạn tăng, tổn hao khi dẫn sẽ tăng và kết quả là giá thành và toàn bộ tổn hao của bộ biến đổi tăng.
bien ap xung Rl Lf Cf DC Q1 Q3 Q2 Q4
Để làm tối thiểu dao động kí sinh, các tín hiệu cực của Q2 và Q4 được trễ so với tín hiệu của Q1 và Q3 như chỉ ra trong hình 2.19. Điều này có nghĩa rằng phía sơ cấp của biến áp được kết nối với điện áp đầu vào hay được ngắn mạch. Dòng qua cuộn cảm thì không bao giờ bị ngắt, như vậy, việc giải quyết vấn đề của dao động kí sinh được liên kết với bộ biến đổi PWM full Bridge thông thường.
Năng lượng tích trữ trong cuộn cảm có thể được sử dụng để xả năng lượng tích trữ trong điện dung tiếp giáp để thực hiện điều kiện chuyển mạch điện áp 0 (ZVS) cho cả 4 van trong phía sơ cấp. Trong trường hợp này, bộ biến đổi yêu cầu không có sự cộng hưởng thêm vào giữa các thành phần.
bien ap xung Rl Lf Cf DC Q1 Q3 Q2 Q4