طراحی و ساخت یک مبدل جهت بهینه سازی شارژر باتری اتومبیل

باتری ها عموما در سیستم های تجدید پذیر، وسایل الکتریکی، سیستم های ارتباطی و سیستم های کامپیوتری به عنوان یک عنصر ذخیره ساز انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه در صنعت انواع مختلفی از باتری ها بکار می‏رود، اما باتری سرب- اسید هم قابلیت ذخیره سازی قابل قبولی از انرژی را داشته و هم قیمت کمتری در مقایسه با سایر باتری ها دارد و به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از عوامل تأثیرگذار بر طول عمر این باتری ها، نحوه شارژر آن ها می باشد. شارژرهایی که عموما در کارگاه های خدمات باتری مورد استفاده قرار می گیرند از یک پل دیودی و یک ترانسفورماتور hz50 تشکیل شده اند. این ساختار علی رغم سادگی، دارای حجم و وزن زیادی بوده و ضمن ایجاد مولفه های مختلف جریانی در شبکه، تلفات بالا و بازده پائینی دارد. علاوه بر این مشکلات، این شارژرها توانایی شارژ باتری با استفاده از یک الگوریتم شارژ خاص را ندارند. پیشرفت های اخیر در جهت کاهش حجم و وزن این شارژرها، بی شک تمایل به استفاده از آن ها را جهت اهداف تجاری و صنعتی افزایش داده است. متأسفانه در کشور ما با وجود پیشرفت های صورت گرفته در این زمینه، سازندگان هنوز شارژرهایی با همان ساختارهای قبلی تولید و به مشتریان تحویل می دهند. از این رو، در این پایان نامه با استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت، یک ساختار بهینه برای شارژر باتری خودروها با توانایی اجرای یک الگوریتم شارژ پیشنهاد می شود. این ساختار از یک مبدل بوست در مد هدایت مرزی همراه با یک مبدل فلای بک شبه تشدیدی با قابلیت کلیدزنی دره تشکیل شده است. استفاده از این دو روش علاوه بر برطرف نمودن مشکل جریان بازیابی معکوس دیودها، منجر به کاهش تلفات کلید قدرت و افزایش بازده به دلیل روشن شدن در حداقل ولتاژ درین-سورس شده است. همچنین با به دست آوردن مدل سیگنال کوچک مبدل، شبکه جبران ساز ولتاژ و جریان خروجی شارژر به منظور پاسخ سریع به تغییرات بار، طراحی گردیده است. طرح پیشنهادی پس از طراحی بهینه، شبیه سازی و در مقیاس آزمایشگاهی پیاده سازی شده است تا صحت عملکرد آن مورد بررسی قرار گیرد. شارژر ساخته شده به گونه ای طراحی شده است که به ازای تغییرات ولتاژ ac ورودی در محدوده ی vac 265-90 و تغییرات توان خروجی از بی باری تا w 85، در خروجی ولتاژ vdc 14 حاصل می شود. نتایج ساخت بیانگر تغییرات فرکانس کلیدزنی khz 125-30، ضریب توان 96%، بازده 85% و اندازه کوچک می باشد.