ईवीएस के लिए डीसी-डीसी कन्वर्टर्स

उन दिनों के बारे में सोचें जब अर्धचालक आम नहीं थे, जब कठिनाई बढ़ने में होती हैडीसीकम-शक्ति पहल के लिए वोल्टेज। वाइब्रेटर सर्किट की एक श्रृंखला परिवर्तित हो गईडीसी से एसी, और फिर वोल्टेज को बढ़ावा देने के लिए स्टेप-अप ट्रांसफार्मर का उपयोग किया गया था। रेक्टिफायर सर्किट अंतिम सीमा थी क्योंकि यह डीसी रूपांतरण को सक्षम करता था। एक मोटर-जनरेटर सेट को उच्च-शक्ति स्थितियों के लिए लाया गया था, जिसमें मोटर की कार्रवाई आवश्यक लोड वोल्टेज प्रदान करने के लिए जनरेटर को कताई कर रही थी।

हालांकि ये रणनीतियाँ सफल थीं, वे महंगी और अक्षम थीं, फिर भी वे अन्य विकल्पों की अनुपस्थिति के कारण लोकप्रिय रहे। पावर सेमीकंडक्टर्स और इंटीग्रेटेड सर्किट के आगमन के साथ, वोल्टेज को मॉड्यूलेट करने के लिए उच्च आवृत्ति एसी इनपुट का उपयोग करने वाले ट्रांसफार्मर-आधारित डीसी बिजली की आपूर्ति इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) अनुप्रयोगों में स्पष्ट विजेता के रूप में उभरी है। रेक्टिफायर का उपयोग एसी पावर को वापस डीसी में बदलने के लिए किया गया था, जिससे डायनेमिक वोल्टेज विनियमन संभव हो गया।

क्यों ईवीएस को डीसी-डीसी कन्वर्टर्स की आवश्यकता है

ईवीएस और हाइब्रिड वाहनों की बढ़ी हुई बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए, बैटरी वोल्टेज 300 वी से 800 वी रेंज तक बढ़ गया है, हालांकि वर्तमान प्रवाह और केबल जटिलता उचित बनी हुई है। हालांकि, इन वोल्टेज पर एक कार में सभी विद्युत भार नहीं हैं, जहां डीसी-डीसी कनवर्टर आता है। यह बहुउद्देशीय घटक, जिसे कभी-कभी एक सहायक पावर मॉड्यूल (एपीएम) के रूप में संदर्भित किया जाता है, किसी भी इलेक्ट्रिक या हाइब्रिड वाहन में पाया जा सकता है जो एक उच्च-वोल्टेज बैटरी का उपयोग करता है।

ईवीएस के लिए डीसी -डीसी कन्वर्टर्स अक्सर दो श्रेणियों में से एक में आते हैं - वे जो उच्च वोल्टेज (बक कन्वर्टर्स) या पुल कम वोल्टेज अंतराल को बढ़ाकर (कन्वर्टर्स को बढ़ावा देते हैं) को बढ़ाते हैं। उदाहरण के लिए, एक वाहन का प्राथमिक डीसी-डीसी कनवर्टर बैटरी से वोल्टेज को मानक 12 वी तक कम करने के लिए जिम्मेदार है, जिसका उपयोग तब हेडलाइट्स, पंप और विंडो मोटर्स सहित विभिन्न प्रकार के सिस्टम द्वारा किया जाता है। इस कनवर्टर की अनुकूलन क्षमता विभिन्न प्रकार के लोड आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आदर्श बनाती है। कुछ परिदृश्यों में, डीसी-डीसी कन्वर्टर्स को द्विदिश कार्यों को संभालने के लिए बुलाया जाता है, जिसमें वोल्टेज स्टेप-अप और स्टेप-डाउन फ़ंक्शन दोनों शामिल होते हैं, जो अक्सर हल्के हाइब्रिड सेटअप में सामना करते हैं।

ईवीएस में डीसी-डीसी कन्वर्टर्स के सामान्य प्रकार

डीसी/डीसी कन्वर्टर्स को आमतौर पर दो मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

अलगाव के बिना कन्वर्टर्स

इस तरह के कनवर्टर का उपयोग तब होता है जब अपेक्षाकृत छोटे कारक (आमतौर पर 4: 1 से कम) द्वारा वोल्टेज को बदलने की आवश्यकता होती है, और जब इनपुट और आउटपुट के बीच ढांकता हुआ अलगाव की कोई आवश्यकता नहीं होती है। इस समूह के भीतर, पांच प्राथमिक प्रकार के कन्वर्टर्स हैं: हिरन, बूस्ट, बक-बूस्ट, CUK और चार्ज-पंप कन्वर्टर्स। हिरन-बूस्ट और CUK कन्वर्टर्स दोनों वोल्टेज में कमी और कार्यों को बढ़ा सकते हैं। दूसरी ओर, चार्ज-पंप कनवर्टर या तो वोल्टेज को बढ़ावा देने या इसे इनवर्ट करने के लिए उपयुक्त है, हालांकि यह आमतौर पर कम बिजली अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।

अलगाव के साथ कन्वर्टर्स

कन्वर्टर्स की इस श्रेणी में, एक उच्च-आवृत्ति ट्रांसफार्मर का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। ऐसी स्थितियां जहां अलग -थलग कन्वर्टर्स के लिए आउटपुट और इनपुट कॉल के बीच पूर्ण अलगाव की आवश्यकता होती है। इस समूह के भीतर कई कनवर्टर प्रकार मौजूद हैं, जिनमें हाफ-ब्रिज, फुल-ब्रिज, फ्लाई-बैक, फॉरवर्ड और पुश-पुल डीसी/डीसी कन्वर्टर्स शामिल हैं। ये सभी कन्वर्टर्स द्विदिश होने का लाभ प्रदान करते हैं और उच्च वोल्टेज में कमी या अनुपात को बढ़ाने में सक्षम हैं।

एक ईवी के लिए डीसी-डीसी कनवर्टर डिजाइन करते समय विचार करने के लिए कारक

ईवी के लिए डीसी-डीसी कनवर्टर का चयन करते समय, विचार करने के लिए कई कारक हैं। एक महत्वपूर्ण कारक पावर ट्रांसफर क्षमता है, क्योंकि कनवर्टर को विश्वसनीय और तेजी से ऊर्जा हस्तांतरण प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए। दक्षता एक और महत्वपूर्ण कारक है, क्योंकि कनवर्टर को ऊर्जा स्रोतों और ईवी के बीच कुशलता से परिवर्तित करने और शक्ति को स्थानांतरित करने में सक्षम होना चाहिए। घटकों और घटक गणना की संख्या भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक कम घटक गणना अधिक कॉम्पैक्ट और लागत प्रभावी कनवर्टर को जन्म दे सकती है। इसके अतिरिक्त, कनवर्टर को उच्च-शक्ति और उच्च-वर्तमान स्तरों को संभालने में सक्षम होना चाहिए, जिससे यह व्यावहारिक ईवी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो। अंत में, नियंत्रण प्रणाली कार्यान्वयन और नियंत्रण रणनीति के विकल्प को कनवर्टर के उचित संचालन और प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए विचार किया जाना चाहिए।

ईवीएस के लिए डीसी-डीसी कन्वर्टर्स के लाभ

अनुकूलनीय डीसी-डीसी कन्वर्टर्स कुशल ऊर्जा रूपांतरण प्रदान करते हैं और आधुनिक ऊर्जा प्रणालियों की सीमाओं को संबोधित कर सकते हैं।

वाहनों में कई सहायक प्रणालियों और घटकों को मानक मोटर वाहन वोल्टेज स्तर (जैसे, 12 वी) पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चूंकि ईवीएस अक्सर उच्च-वोल्टेज बैटरी सिस्टम का उपयोग करता है, डीसी-डीसी कन्वर्टर्स इन घटकों के लिए आवश्यक वोल्टेज स्तर प्रदान करके संगतता सुनिश्चित करते हैं।

द्विदिश कन्वर्टर्स कम वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं और अक्षय ऊर्जा को कुशलता से स्थानांतरित कर सकते हैं, लेकिन वे कम लाभ के कारण उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकते हैं।

द्विदिश कन्वर्टर्स पुनर्योजी ब्रेकिंग जैसे अनुप्रयोगों में भी मदद करते हैं, जहां ब्रेकिंग के दौरान उत्पन्न ऊर्जा को वापस उपयोग करने योग्य ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है और मुख्य बैटरी में संग्रहीत किया जा सकता है।

पृथक डीसी-डीसी कन्वर्टर्स ईवीएस में एक आवश्यक सुरक्षा सुविधा प्रदान करते हैं। वे उच्च-वोल्टेज घटकों के बीच एक बाधा बनाते हैं, जैसे कि कर्षण बैटरी और कम-वोल्टेज सिस्टम।