Soft-Switching Bidirectional Isolated Full-Bridge Converter With Active and Passive Snubbers

Wu, Tsai‐Fu; Yang, Jeng-Gung; Kuo, Chia‐Ling; Wu, Yung-Chun

doi:10.1109/tie.2013.2262746

Cited by 88 publications

(54 citation statements)

References 16 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Alguns aspectos de projeto que merecem destaque: maiores diferenças de tensão entre a fonte primária e o banco de baterias, temperaturas de operação das baterias e ondulações de corrente e tensão em ambos os lados do conversor [15], [18]. Entre estes fatores, a ondulação de corrente e de tensão nos modos de carga e descarga das baterias são críticos, uma vez que podem aumentar sua temperatura de operação.…”

Section: Topologia Do Conversor Proposto E Etapas De Operaçãounclassified

“…Todavia, devido ao aumento do ganho de tensão dos conversores e principalmente por questões de segurança do banco de baterias, pode ser preferível o uso de conversores bidirecionais isolados. Essa afirmação é verificada em [14]- [18]. Em alguns casos, os conversores utilizados em sistemas de armazenamento de energia, são do tipo fonte de tensão em ambos os lados do circuito, devido a sua maior facilidade de implementação quando comparados com os conversores alimentados por corrente.…”

unclassified

“…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. Desta forma, cabe apenas ao transformador de isolação elevar a tensão do banco de baterias, o que limita a regulação da tensão do barramento CC quando considerados os processos de carga e descarga [14]- [18], [20]. Durante o processo de carga, a tensão do barramento deve ser reduzida nos terminais do transformador enquanto na descarga deve-se elevar a tensão das baterias de forma a manter constante a relação de espiras do transformador.…”

unclassified

See 2 more Smart Citations

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: Topologia Do Conversor Proposto E Etapas De Operaçãounclassified

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

show abstract

“…A combination scheme using two full-bridge converters with nine power switches has been proposed, but such scheme is unsuitable for small power applications of DPP [19]. Another bidirectional, isolated, full-bridge DC-DC converter also comprises nine power switches and two transformers, but it is too complicated for practical applications [20]. A recent achievement shows an almost optimal design comprising SiC devices for efficiency purposes, but such design require a large number of components [21].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bidirectional Power Conversion of Isolated Switched-Capacitor Topology for Photovoltaic Differential Power Processors

Kim¹,

Park²,

Jeon³

2016

Journal of Power Electronics

View full text Add to dashboard Cite

Differential power processing (DPP) systems are among the most effective architectures for photovoltaic (PV) power systems because they are highly efficient as a result of their distributed local maximum power point tracking ability, which allows the fractional processing of the total generated power. However, DPP systems require a high-efficiency, high step-up/down bidirectional converter with broad operating ranges and galvanic isolation. This study proposes a single, magnetic, highefficiency, high step-up/down bidirectional DC-DC converter. The proposed converter is composed of a bidirectional flyback and a bidirectional isolated switched-capacitor cell, which are competitively cheap. The output terminals of the flyback converter and switched-capacitor cell are connected in series to obtain the voltage step-up. In the reverse power flow, the converter reciprocally operates with high efficiency across a broad operating range because it uses hard switching instead of soft switching. The proposed topology achieves a genuine on-off interleaved energy transfer at the transformer core and windings, thus providing an excellent utilization ratio. The dynamic characteristics of the converter are analyzed for the controller design. Finally, a 240 W hardware prototype is constructed to demonstrate the operation of the bidirectional converter under a current feedback control loop. To improve the efficiency of a PV system, the maximum power point tracking method is applied to the proposed converter.

show abstract

“…The buck-and-boost stage regulates the power flow; while the fixed-frequency SRC provides galvanic isolation. Active snubber implemented by an auxiliary flyback converter is added to achieve softswitching for both power flow transitions [6,7].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bidirectional softly switched dc-to-dc converter with galvanic isolation

Hsieh

Chang

Lee

et al. 2015

2015 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT)

View full text Add to dashboard Cite

Bidirectional power flow in energy storage facilities is common and required. Energy supply from energy storages and energy imbursement back to the storages and preferably at high-efficiency are basic operations for these kinds of equipment. Since the boom growth on uninterruptable power supplies for critical loads and electric vehicles, storages, especially batteries, are in deep demands nowadays. Although high-efficient bidirectional power flow can be achieved by two unilateral dc-dc converters, an integrated bidirectional converter will benefit with compact size and more efficient equipment usage. In this paper, a full-bridge isolated converter with an auxiliary inductor can reach zero-current-switching in current-fed step-up mode; and zero-voltage-switching in voltage-fed step-down mode. The test results have a good agreement with theoretical waveforms under suitable control strategies. At step-up mode, conversion efficiency can be up to 95%; while at step-down mode, conversion efficiency reaches 94%.

show abstract

Soft-Switching Bidirectional Isolated Full-Bridge Converter With Active and Passive Snubbers

Cited by 88 publications

References 16 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

Bidirectional Power Conversion of Isolated Switched-Capacitor Topology for Photovoltaic Differential Power Processors

Bidirectional softly switched dc-to-dc converter with galvanic isolation

Contact Info

Product

Resources

About