Quá trình tính phí ngân hàng siêu tụ điện phá vỡ bộ chuyển đổi dc / dc

Tôi là một sinh viên đại học và tôi là thành viên của nhóm đại học, liên quan đến việc phát triển một chiếc xe điện. Một trong những dự án của chúng tôi, là việc thực hiện một hệ thống phanh tái tạo hoàn chỉnh. Chúng tôi gần như đã đạt được điều đó nhưng có một vấn đề với hệ thống sạc của chúng tôi. Để cụ thể hơn, hãy để tôi nói cho bạn một số điều cơ bản về hệ thống của chúng tôi:

1) trong quá trình khử xe, động cơ điện 3 pha có chức năng như máy phát điện và biến động năng thành năng lượng điện,

2) ac của động cơ (máy phát) đi qua biến tần ac / dc tạo ra điện áp đầu ra dc với phạm vi từ 0 đến 34 Volts,

3) dc chuyển qua bộ chuyển đổi dc / dc (bộ chuyển đổi buck) tạo ra đầu ra cố định 15 Volts,

4) bộ chuyển đổi dc / dc (bộ chuyển đổi buck) được sử dụng để sạc ngân hàng siêu tụ điện (156 Farads) với điện áp định mức 15 Volts.

Bạn có thể thấy một mô tả đồ họa của cấu trúc liên kết trong hình ảnh sau đây. Mũi tên màu xanh lá cây cho thấy hướng của dòng điện một chiều chạy từ động cơ đến các siêu tụ điện thông qua biến tần ac / dc và bộ chuyển đổi dc / dc trong quá trình sạc.

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, chúng tôi tăng dần các rpms của động cơ (bằng cách sử dụng một động cơ khác) và sau đó hệ thống sạc bắt đầu trơn tru để sạc ngân hàng siêu tụ điện.

Thật không may khi chúng tôi lấy xe của mình đi thử để kiểm tra hệ thống phanh tái tạo trên một bộ giải mã thực sự, bộ chuyển đổi dc / dc (xem hộp màu cam trong pdf đính kèm) đã bị cháy.

Sự khác biệt, liên quan đến các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, là trong quá trình giải mã thực sự, chiếc xe đang di chuyển với tốc độ cao và đột nhiên công tắc sạc (xem pdf đính kèm) bật cho quá trình sạc . Chúng tôi nghĩ rằng tại những thời điểm đó (trong khi công tắc sạc đang bật), ngay lập tức một số đột biến dòng điện dc được tạo ra dẫn đến thảm họa của bộ chuyển đổi dc / dc.

Chúng tôi nghĩ rằng một giải pháp cho điều đó có thể là vị trí của một cuộn dây ở đầu vào của bộ chuyển đổi dc / dc hoặc ở đầu ra, để loại bỏ các xung đột. Là suy nghĩ của chúng tôi đúng hay một cái gì đó khác xảy ra?

Vấn đề là điện áp đầu ra 15v cố định của bộ chuyển đổi DC-DC của bạn. Các tụ điện nên được sạc với một đầu ra hiện tại, không phải là một đầu ra điện áp.

Nếu điện áp trên một tụ điện nhỏ hơn điện áp đầu ra của một nguồn cung cấp năng lượng cho nó, nó sẽ mất nhiều dòng điện như nguồn cung cấp để cung cấp, nói cách khác, nó hoạt động như một điểm chết chóc.

Bộ chuyển đổi DC-DC vẫn có thể là buck, vẫn có thể sử dụng cùng một mức công suất, nhưng bộ điều khiển nên được thay đổi để kiểm soát đầu ra dòng tối đa đến mức an toàn, cũng như điện áp tối đa để an toàn cho các siêu tụ điện.

Với phanh hãm tái sinh, lý tưởng nhất là bạn sẽ lập trình bộ chuyển đổi để đặt mô-men phanh lên các bánh xe tỷ lệ thuận với vị trí của cần phanh / bàn đạp. Đây là điều tự nhiên bạn sẽ nhận được nếu bạn cố gắng bắt chước phản ứng của việc phanh cơ học sẽ hoạt động như thế nào, tôi cho rằng bạn muốn hệ thống điện hoạt động như một người lái xe sẽ mong nó hoạt động.

Tôi đã thổi một bộ chuyển đổi buck lên (42 volt đánh giá) khi tôi có một cuộn cảm cung cấp đầu vào được dự định để làm mịn các xung điện áp. Trớ trêu thay, nó làm việc ngược lại; đoản mạch đầu ra (cố ý áp dụng trong quá trình thử nghiệm) khi bị loại bỏ gây ra sự thay đổi đột ngột của dòng điện đầu vào mà cuộn cảm đầu vào tạo ra điện áp vượt quá 42 volt và lô tô, thiết bị Công nghệ tuyến tính bị lỗi và bị đoản mạch từ đầu vào đầu ra tức là MOSFET đã chuyển đổi bị hỏng!

Vì vậy, điều có thể xảy ra ở đây là khi công tắc của bạn khởi động, bạn nhanh chóng sạc nắp bộ tách nguồn cung cấp đầu vào của chip và một xung dòng cao tồn tại khi nắp này sạc lên - nếu có bất kỳ điện cảm đáng chú ý nào trong đường dây cấp nguồn cho công tắc từ Bộ chuyển đổi AC / DC, khi dòng đầu vào nắp bắt đầu rơi (vì đã sạc đầy), cuộn cảm sẽ cố gắng duy trì dòng điện này bằng cách tăng tiềm năng ở phía bộ chuyển đổi buck. Tôi có thể dự tính kịch bản tương tự xảy ra với thiết kế cũ của tôi, nhưng, tôi đã thoát khỏi cuộn cảm và không bao giờ thử nghiệm kịch bản đó một cách cụ thể.

Hầu hết các bộ điều chỉnh buck tốt đều được tích hợp bảo vệ ngắn mạch, vì vậy nếu bạn không nghĩ vấn đề nằm ở đầu ra hãy thử và nghĩ về độ tự cảm dòng từ bộ chuyển đổi AC / DC, hãy chuyển công tắc sang bộ điều chỉnh buck.