Bild: Buck/Boost Topologie
Bild: 4. Prototyp
Bild: 3. Prototyp
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Titel: Buck/Boost -
(Fertigestellt: 1.2003)
Beschreibung:
Die Aufgabenstellung dieses Projektes, sah den Entwurf
eines leistungsstarken DCDC-Wandlers vor, der für die
Unterstützung der Doppelschichtkodensatoren in
Traktions-Anwendungen dienen sollte. In der Anfangsphase des Projektes
wurden ausführlich alle DCDC-Topologien analysiert und nach
Anwendung kategorisiert. In der 2. Phase des Projektes wurden
unterschiedliche Prototypen realisiert, um die Grenzen der
Leistungselektronik zu erforschen. Da es sich herausgestellt hat,
daß es mehrere sehr unterschiedliche Lösungsansätze
existieren, musste man sich für die Vielversprechensde
entscheiden. Der Buck/Boost-DCDC-Wandler eignet sich am besten für
eine Applikation, die niedrige Spannungen bei hoher Leistung erfordert
(wenn das Übersetzungsverhältnis nicht signifikant
größer ist als 10).
Vorteile:
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Nachteile:
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- Nur 2 Leistungschalter (MOSFETs) sind bei dieser
Topologie erforderlich.
- Die Ansteuerung erfolgt über ein einziges komplementeres PWM
Signal.
- Die Peak Power Unterstützug erfolgt über
die "reverse diode" des "high side" MOSFETs
- Ein Parallelbetrieb dieser Topologie ist
möglich.
- Es tritt kein diskontinuierlicher Betrieb auf.
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- keine galvanische Trennung der Spannungsebenen und
daher nicht einsetzbar für Hochspannungstraktionsbatterien
- Der Ausgang des Wandlers ist nicht
kurzschlußfest, da sich keine abschaltbaren Bauelemente im Zweig
befinden.
- Bei fehlerhafter Ansteuerung kann man leicht die
MOSFETs beschädigen.
- Für einen guten Wirkungsgrad darf das
Übersetzungsverhältniss nicht größer als 10 sein.
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Die Leistungselektronik des Buck/Boost-Wandlers wird über die
Elektronik des Data Acquisition
Projektes angesteuert.
Features:
- Eingangsspannung: 10-50 Volt
- Ausgangsspannung: 48 Volt
- Maximal zulässiger Strom: 100A
- min. Leistung = 1kW; max.Leistung = 5kW
- Konstantstromladung bzw. Abwärtswandlung in die
Richtung der Doppelschichtkondensatoren
- Konstantspannungsquelle bzw. Aufwärtswandlung in die
Richtung des Zwischenkeises
- CAN-Bus-Interface.
Außer der Abfrage der Betriebsparameter (wie Spannungen,
Ströme und Temperaturen) kann auch der Ladestrom und die
Entladespannung während des Betriebs konfiguriert werden.
- Veränderung
der Initialisierungsparameter. Über den CAN-Bus ist es
möglich in dem EEPROM der Ansteuerungelektronik alle Parameter zu
speichern, so das der Wandler auch autonom arbeitet.
Dokumentation:
- Beschreibung der CAN-Nachrichten und der Adressierung
- SDL-Diagramme der Assemblerfunktionen
- Blockschaltbilder und Fotos
- Schematics und Platinenlayouts
- Kostenübersicht und Bauteileliste
- Studienarbeit
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