Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2024 / Cilt: 39 Sayı: 1

LLC rezonans dönüştürücüsündeki hava aralıklı manyetik bileşenler için yeni bir optimizasyon yöntemi

Pages
327–338
Publication Date
2023-08-21
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Önerilen yöntemin en uygun LLC rezonans dönüştürücü tasarımını bulmak için çoklu kombinasyonların bir arada ve hızla değerlendirilebileceği sistem düzeyinde bir optimizasyon algoritmasının bir parçası olarak kullanılabileceği görülmüştür.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:LLC rezonans dönüştürücü tasarımı, Lm, Lr, Cr ve kalite faktörünün gerilim kazancının karmaşık bir fonksiyonu olması ve uygulamaya bağlı olarak gerilim kazançlarını kapsayan Sıfır Gerilimde Anahtarlama’yı (SGA) sağlayabilecek anahtarlama frekansı aralığı seçiminin zorluğundan dolayı elektrikli araç şarj uygulamaları için hayli zorlu bir tasarım problemidir.
📊
Key Findings & Data:Bu çalışma, hava aralıklı manyetik bileşenler için birden fazla tasarım bileşenini ve kısıtını bir arada değerlendirebilen, doğadan esinlenen matematiksel yöntem tabanlı yeni bir tasarım yöntemi sunmaktadır.
💡
Conclusion & Impact:Önerilen yöntemin en uygun LLC rezonans dönüştürücü tasarımını bulmak için çoklu kombinasyonların bir arada ve hızla değerlendirilebileceği sistem düzeyinde bir optimizasyon algoritmasının bir parçası olarak kullanılabileceği görülmüştür.
🔬Design:Experimental Field Trial
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Hafif elektrikli araçlar · LLC rezonans dönüştürücü · hava aralıklı manyetik bileşenler

Özet

LLC rezonans dönüştürücü tasarımı, Lm, Lr, Cr ve kalite faktörünün gerilim kazancının karmaşık bir fonksiyonu olması ve uygulamaya bağlı olarak gerilim kazançlarını kapsayan Sıfır Gerilimde Anahtarlama’yı (SGA) sağlayabilecek anahtarlama frekansı aralığı seçiminin zorluğundan dolayı elektrikli araç şarj uygulamaları için hayli zorlu bir tasarım problemidir. Bu çalışma, hava aralıklı manyetik bileşenler için birden fazla tasarım bileşenini ve kısıtını bir arada değerlendirebilen, doğadan esinlenen matematiksel yöntem tabanlı yeni bir tasarım yöntemi sunmaktadır. Önerilen yeni yöntem Parçacık Sürüsü Algoritması ile, oluşturulan çekirdek veri tabanındaki birçok çekirdek arasından en uygun tasarımı seçmektedir. Geleneksel tasarım algoritmalarından farklı olarak önerilen algoritma, manyetik bileşenlerin kaybını, maliyetini ve hacmini içeren bir amaç fonksiyonunu en aza indirerek en uygun manyetik akı yoğunluğunu belirlemektedir. Sunulan yöntem hafif bir elektrikli araç şarj cihazındaki 3700W, 48V LLC rezonans dönüştürücü için denenmiştir. Algoritma içinde birincil ve ikincil sargılarda sırasıyla seri ve paralel çoklu bağlamaların uygulandığı çok çekirdekli yapılar dikkate alınarak bir tasarım çalışması yapılmıştır. Tasarlanan manyetik bileşenler Ansys Electronic Desktop ve Simplorer ortak benzetim ortamında doğrulanmış ve çekirdek veri tabanından en uygun çekirdek yapıları seçilmiştir. Önerilen yöntemin en uygun LLC rezonans dönüştürücü tasarımını bulmak için çoklu kombinasyonların bir arada ve hızla değerlendirilebileceği sistem düzeyinde bir optimizasyon algoritmasının bir parçası olarak kullanılabileceği görülmüştür.

🔖

Cite This Article

LORDOĞLU, A., GULBAHCE, M. O., KOCABAŞ, D. A., DÜŞMEZ, S. (2023). LLC rezonans dönüştürücüsündeki hava aralıklı manyetik bileşenler için yeni bir optimizasyon yöntemi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 39 Sayı: 1, 327–338. https://ajindex.com/articles/958630

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Bilgin B., Emadi A., Krishnamurthy M., Design considerations for a universal input battery charger circuit for PHEV applications, IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 3407-3412, 2010
  2. Khaligh A., Dusmez S., Comprehensive Topological Analysis of Conductive and Inductive Charging Solutions for Plug-In Electric Vehicles, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 61 (8), 3475-3489, 2012
  3. Wang H., Dusmez S., Khaligh A., Design and Analysis of a Full-Bridge LLC-Based PEV Charger Optimized for Wide Battery Voltage Range, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 63 (4), 1603-1613, 2014
  4. Shang F., Niu G., Krishnamurthy M., Design and Analysis of a High-Voltage-Gain Step-Up Resonant DC–DC Converter for Transportation Applications, IEEE Transactions on Transportation Electrification, 3, (1), 157-167, 2017
  5. Wang H., Dusmez S., Khaligh A., Maximum Efficiency Point Tracking Technique for LLC-Based PEV Chargers Through Variable DC Link Control, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 61, (11), 6041-6049, 2014
  6. Shen Y., Zhao W., Chen Z., C. Cai, Full-Bridge LLC Resonant Converter With Series-Parallel Connected Transformers for Electric Vehicle On-Board Charger, IEEE Access, 6 (1), 13490-13500, 2018
  7. Yang C., Liang T., Chen K., Li J., Lee J., Loss analysis of half-bridge LLC resonant converter, International Future Energy Electronics Conference (IFEEC), Tainan, 155-160, 2013
  8. Zhang J., Hurley W. G., Wolfle W. H., Gapped Transformer Design Methodology and Implementation for LLC Resonant Converters, IEEE Transactions on Industry Applications, 52 (1), 342-350, 2016
  9. Mu M., Li Q., Gilham D. J., Lee F. C., Ngo K. D. T., New Core Loss Measurement Method for High-Frequency Magnetic Materials, IEEE Transactions on Power Electronics, 29 (8), 4374-4381, 2014
  10. Hurley W. G., Gath E., Breslin J. G., Optimizing the AC resistance of multilayer transformer windings with arbitrary current waveforms, IEEE Transactions on Power Electronics, 15 (2), 369-376, 2000
  11. Sullivan C. R., Optimal choice for number of strands in a litz-wire transformer winding, IEEE Transactions on Power Electronics, 14 (2), 283-291, 1999
  12. Nan X.,, Sullivan C. R., An improved calculation of proximity-effect loss in high-frequency windings of round conductors, IEEE 34th Annual Conference on Power Electronics Specialist, Acapulco, Mexico, 853-860, 2003
  13. Fei C., Lee F. C., Li Q., High-Efficiency High-Power-Density LLC Converter With an Inte