Nonactive Power Loss Minimization in a Bidirectional Isolated DC–DC Converter for Distributed Power Systems

Wen, Huiqing; Xiao, Weidong; Su, Bin

doi:10.1109/tie.2014.2316229

Cited by 163 publications

(61 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Considerando que o pior caso de ondulação de tensão no barramento ocorre com a bateria descarregada, o capacitor C1 é dimensionado. Conforme indicado pelo fabricante, as baterias apresentam uma tensão final de descarga igual a 1,70 V por célula, resultando em um banco de aproximadamente 51 V. Neste caso D deve ser igual a 0,56, resultando em C1 calculado através de (16 …”

Section: Etapa 4 -Figura 5(d) T3-tunclassified

“…Essa configuração faz uso de dois conversores em ponte-completa alimentados por tensão. Nessa topologia, ambos os conversores devem ter capacidade de atuar como inversor ou como retificador de tensão dependendo do modo de operação do sistema, isto é, carga ou descarga das baterias [14]- [16]. O ponto negativo dessa configuração diz respeito ao fato de que tanto do lado das baterias quanto do lado do barramento os conversores A e B apresentarem como característica serem alimentados por tensão, devido a presença das capacitâncias C1 e C2.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Desenvolvimento de um Conversor Bidirecional Isolado Aplicado na Carga e Descarga de Bancos de Baterias

Carvalho¹,

Carati²,

Costa³

et al. 2018

Eletrônica de Potência

View full text Add to dashboard Cite

Resumo -Este trabalho apresenta o desenvolvido de um conversor bidirecional e isolado de 200 W, que conecta um banco de baterias de 60 V a um barramento CC de 230 V. Como principal contribuição é utilizada uma estratégia de modulação que torna desnecessário o uso de circuitos auxiliares de comutação, simplificando a estrutura do conversor. Adicionalmente, o conversor proposto opera com característica elevadora de tensão no modo de descarga das baterias garantindo a regulação da tensão do barramento em um valor constante. Palavras DEVELOPMENT OF AN ISOLATED BIDIRECTIONAL CONVERTER APPLIED ON CHARGING AND DISCHARGING OF BATTERIES BANKSAbstract -This work presents the development of a 200 W bi-directional and isolated battery charger, which connects a 60 V battery bank to a 230 V DC link. As the main contribution, it is used a modulation strategy that makes unnecessary the use of auxiliary switching circuits, simplifying the circuit. In addition, the proposed converter operates as a voltage step-up converter during the discharge of the batteries, ensuring that the DC link voltage is maintained at a constant value. Em aplicações como sistemas de armazenamento com baterias, o processamento de energia pode ser realizado partir de conversores CC-CC unidirecionais. Nesta abordagem um conversor é responsável pelo processo de carga e outro pela descarga das baterias [6]. A estratégia unidirecional tem como vantagens a simplicidade de implementação, entretanto, resulta em um número maior de conversores envolvidos no processamento de energia entre baterias e barramento CC. Com o uso de diferentes estruturas para a carga e descarga das baterias tem-se um aumento significativo do número de componentes, visto que é necessário utilizar diferentes filtros de tensão e corrente em ambos os conversores, assim como tem-se um aumento no número de semicondutores [6]- [10]. KeywordsEm alguns casos, não são empregados conversores para a descarga, sendo que o banco de baterias atua diretamente conectado ao barramento CC. Nessa situação, é necessário que a tensão do banco de baterias seja alta o suficiente para o funcionamento do sistema que será alimentado pelo arranjo baterias/inversor de tensão. Nesse caso, as baterias podem ser submetidas a ondulações de tensão provenientes do barramento CC, além de aumentar os custos relacionados com a implementação do sistema, devido a construção do banco de baterias com tensão elevada [6]-[9].Uma alternativa a essas estruturas é o uso de conversores bidirecionais; normalmente implementados a partir de configurações unidirecionais, substituindo diodos simples por chaves semicondutoras com diodos em antiparalelo, ou seja, os semicondutores devem atuar como chaves ou diodos retificadores, permitindo que exista fluxo de energia em ambas as direções de acordo com a ordem de acionamento do conversor [2], [10]. Nesta abordagem, os mesmos filtros de tensão e corrente podem ser utilizados em ambos os modos de operação das baterias. Adicionalmente, tem-se uma redução do número de dispositivos semicondutores...

show abstract

Section: Etapa 4 -Figura 5(d) T3-tunclassified

unclassified

Desenvolvimento de um Conversor Bidirecional Isolado Aplicado na Carga e Descarga de Bancos de Baterias

Carvalho¹,

Carati²,

Costa³

et al. 2018

Eletrônica de Potência

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…It provides galvanic isolation, a high voltage ratio, and bidirectional power-flow capability. In particular, the popularity of DAB type is growing because of its many advantages such as low stress on device and components, small size of filter, effective bidirectional power-flow capability, and easy soft-switching implementation, etc [25][26][27][28]. The switching function, voltage, and current waveforms in a discharging mode of single DAB based bidirectional DC/DC converter are shown in Fig.…”

Section: Topology and Operationmentioning

confidence: 99%

Optimal SOC Reference Based Active Cell Balancing on a Common Energy Bus of Battery

Bae

Park²,

Lee

2017

Journal of Electrical Engineering and Technology

View full text Add to dashboard Cite

-This paper presents a study on the state-of-charge (SOC) reference based active cell balancing in real-time. The optimal references of SOC are determined by using the proposed active cell balancing system with the bidirectional DC/DC converters via the dual active bridge (DAB) type. Then, the energies between cells can be balanced by the power flow control of DAB based bidirectional DC/DC converters. That is, it provides the effective management of battery by transferring energy from the strong cell to the weak one until the cell voltages are equalized to the same level and therefore improving the additional charging capacity of battery. In particular, the cell aging of battery and power loss caused from energy transfer are considered. The performances of proposed active cell balancing system are evaluated by an electromagnetic transient program (EMTP) simulation. Then, the experimental prototype is implemented in hardware to verify the usefulness of proposed system.

show abstract

“…Isolated bidirectional DC/DC converters (IBDCs) are the key components in energy storage systems in applications of renewable generation and electrical transportation [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]. Generally, it is used as an interface between two voltage sources for bidirectional power exchange.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…However, there are two apparent drawbacks associated with SPS control: limited ZVS operation range with non-unity converter gain and high circulating current at partial load. Different modulation techniques are then proposed to either extend the ZVS range or alleviate the circulating current, which include extended phase-shift (EPS) [6,[12][13][14][15][16], dual-phase-shift (DPS) [17][18][19][20][21] and triple-phase-shift (TPS) [22][23][24]. Generally, those advanced control strategies introduce one or two controllable inner phase-shifts, so that the power becomes a function of up to three variables.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fast Transient Modulation for a Step Load Change in a Dual-Active-Bridge Converter with Extended-Phase-Shift Control

Sun

2018

Energies

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:The manipulation of the bidirectional power in a dual-active-bridge converter relies on the adjustment of several phase-shift angles. Improper implementation of those adjustments during the transient process of a step load change may induce transient DC bias current in the transformer and accompanied high peak current, which may result in excess loss and safety issues potentially. The paper proposes a load transient modulation to execute the adjustments of the two phase-shift angles for extended-phase-shift (EPS) control in a predictive manner. An unknown phase-shift is introduced to the gating signals of one bridge arm, and the gating signals of other bridge arms would be modified accordingly to realize the required adjustment of the two phase-shift angles together. With the proper selection of the introduced phase-shift, the power adjustment can be done in less than one high-frequency cycle without resulting in DC bias and overshoot current. Although there are four different operation modes existing in EPS, a universal solution of the unknown phase-shift can be obtained for all possible power transition cases between different modes. Validation of the proposed method is performed by means of both simulation and experimental tests.

show abstract

Nonactive Power Loss Minimization in a Bidirectional Isolated DC–DC Converter for Distributed Power Systems

Cited by 163 publications

References 26 publications

Desenvolvimento de um Conversor Bidirecional Isolado Aplicado na Carga e Descarga de Bancos de Baterias

Desenvolvimento de um Conversor Bidirecional Isolado Aplicado na Carga e Descarga de Bancos de Baterias

Optimal SOC Reference Based Active Cell Balancing on a Common Energy Bus of Battery

Fast Transient Modulation for a Step Load Change in a Dual-Active-Bridge Converter with Extended-Phase-Shift Control

Contact Info

Product

Resources

About