Undersökning av step-down DC-DC-omvandlartopologi och regulatordesign för fordonsapplikationer

Det ökade behovet av elfordon (EV) betonade ytterligare den avgörande rollen för kraftelektroniska omvandlare, särskilt DC-DC-omvandlare, och deras utveckling inom design och styrning. Avhandlingen undersöker en av dessa topologier, det vill säga den tvåfasiga sammanflätade boosten (step-up) följt av LLC-omvandlaren. För att uppnå önskade spänningsnivåer för motor- eller utrustningsdrift designas en sluten regulator för boost-omvandlaren baserat på internmodellprincipen (IMP). Eftersom omvandlaren har omkopplingsenheter linjäriseras den med hjälp av en tillståndsrumsmedelvärdesbaserad omkopplingsmodell följt av analys av små signalstörningar. Vidare utvecklas en kaskadkopplad spännings-strömstyrning med en inre strömslinga med snabbare dynamik jämfört med den yttre spänningsslingan, samtidigt som studien undersöker andra befintliga typer av kompensatorers design för spännings- och/eller strömstyrningsläge. De erhållna analytiska resultaten verifieras med simuleringsmodeller med hjälp av verktyg som MATLAB, Simulink, PLECS, SIMPLIS och de utmaningar som uppstår i processen diskuteras. De slutliga resultaten erhålls genom stabilitetsanalys i frekvens- och tidsdomän. Denna avhandling syftar till att belysa vikten av design av slutna regulatorer och dess beteendeanalys, dvs. det övergående och stationära svaret vid alla uppskattade driftspunkter.