طراحی و ساخت یک مدار یکسان ساز ولتاژ بدون ترانس برای استفاده در مجموعه های باتریهای لیتیوم-یونی سری شده
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر،دانشگاه تربیت مدرس،تهرا،ایران
3 دانشگاه تربیدانشکده مهندسی برق و کامپیوتر،دانشگاه تربیت مدرس،تهران،ایران
doi
چکیده
به دلیل کوچک بودن ولتاژ سلولهای ذخیرهساز انرژی مانند باتریها و ابرخازنها، اغلب لازم است این سلولها باهم سری شده و یک رشته را تشکیل دهند. این قطعات نسبت به اضافه ولتاژ حساس بوده و فرآیند شارژ و دشارژ باتریها و ابرخازنها به دلیل تفاوتهای اجتناب ناپذیرآنها سبب اختلاف ولتاژ آنها، استفاده غیر بهینه از ظرفیت این ذخیرهسازها، کاهش طول عمر، و حتی انفجار میگردد. به منظور رفع این مشکلات و عملکرد ایمن و اقتصادی اغلب ذخیرهسازها، استفاده از مبدلهای یکسانساز ولتاژ در عمل الزامی است. مدار پیشنهادی در این مقاله ضمن رفع مشکلات فوق دارای عناصر کمتری نسبت به ساختارهای مرسوم بوده، ابعاد، هزینه، و پیچیدگی کمتری دارد و در یک فرکانس ثابت با کلیدزنی نرم و بدون نیاز به مدار فیدبک کار میکند و نسبت به مبدلهای مرسوم اقتصادیتر است. در اینجا شبیهسازیها و تحلیل حالتهای کاری مبدل به همراه شکل موجهای مدار برای چهار باتری لیتیوم-یونی سری شده ارائه شده است. جهت بررسی صحت عملکرد مدار پیشنهادی یک نمونهی آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. نتایج آزمایشگاهی حاصل، با تحلیلها و نتایج شبیهسازی به خوبی مطابقت دارد و اختلاف ولتاژ باتریها در شبیهسازیها و در عمل به ترتیب کمتر از 5 و 10 میلیولت است که نشانگر عملکرد صحیح مدار میباشد.
