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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, siehe Multiphase
Buck/Boost.
- 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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