Design and Implementation of Anti-windup PI Control on DC-DC Bidirectional Converter for Hybrid Vehicle Applications

Abstract

Well-regulated DC bus voltage is the important point to guarantee power demand fulfillment in hybrid vehicle applications. Voltage regulation can be achieved with control method that determines switching signal on DC-DC converter. This paper describes the design and small scale experiment results of bus voltage regulation control for DC-DC bidirectional converter with battery and supercapacitor as energy sources. The control system consisted of two control loops. The outer loop got DC bus voltage feedback using anti-windup PI back calculation control method. This outer loop would generate a reference current for the inner loop that implemented hysteresis control. The inner control loop compared that reference curent with the source current obtained from the current sensor. Simulation and experiment results showed that bus voltage was well-regulated under the load changes of 1% ripple voltage. I. PENDAHULUANKebutuhan akan energi terus meningkat seiring berjalannya waktu. Bahan bakar minyak masih menjadi pilihan utama bagi kebanyakan orang. Pertumbuhan jumlah kendaraan yang sangat pesat tidak sebanding dengan jumlah bahan bakar minyak yang tersedia. Jumlah kendaraan di dunia yang mencapai ratusan juta unit merupakan konsumen bahan bakar minyak terbesar yang membakar ratusan milyar galon bahan bakar tiap tahunnya. Selain faktor ketersediaan bahan bakar minyak yang terbatas, faktor lingkungan juga menjadi isu yang sangat krusial. Penggunaan bahan bakar minyak dapat menimbulkan polusi berupa gas buang CO 2 dan gas CO yang berbahaya bagi manusia, dan juga dapat merusak lapisan ozon.