חשבו על הימים שבהם מוליכים למחצה לא היו שכיחים, כאשר הקושי היה הולך לגדולזֶרֶם יָשָׁרמתחים ליוזמות בעלות עוצמה נמוכה. סדרת מעגלי ויברטור הוסבהDC ל- ACואז נעשה שימוש בשנאי מדרגה כדי לשפר את המתח. מעגל המיישר היה הגבול הסופי מאז שהוא איפשר את המרת DC. סט מנועי מנוע הובא לתנאי עוצמה גבוהה, כאשר הפעולה של המנוע מסתובבת בגנרטור כדי לספק את מתח העומס הנדרש.
למרות שאסטרטגיות אלה היו מוצלחות, הן היו יקרות ולא יעילות, ובכל זאת הן נותרו פופולריות בגלל היעדר אפשרויות אחרות. עם כניסתם של מוליכים למחצה של מוליכים למחצה ומעגלים משולבים, אספקת החשמל DC מבוססת שנאי המשתמשת בכניסת AC בתדר גבוה כדי לשנות את המתח התגלה כזוכה ברור ביישומי רכב חשמלי (EV). מיישר שימשו להמרת כוח AC חזרה ל- DC, מה שמאפשר ויסות מתח דינמי.
מדוע EVs זקוקים לממירי DC-DC
כדי לענות על צרכי ההספק המוגברים של EVS ורכבים היברידיים, מתחי הסוללה גדלו לטווח 300 וולט עד 800 וולט, אם כי זרמי הזרם ומורכבות הכבלים נותרו סבירים. עם זאת, לא כל העומסים החשמליים במכונית העובדים על מתחים אלה, וכאן נכנס ממיר DC-DC. רכיב רב תכליתי זה, המכונה לעיתים מודול כוח עזר (APM), עשוי להימצא בכל רכב חשמלי או היברידי המשתמש בסוללת מתח גבוה.
ממירי DC -DC עבור EVs נופלים לרוב לאחת משתי קטגוריות - אלה המפחיתים מתחים גבוהים (ממירי באק) או גשר על פערים במתח נמוך על ידי עלייה (ממירי Boost). לדוגמה, ממיר ה- DC-DC העיקרי של הרכב אחראי להפחתת המתח מהסוללה ל 12 V הסטנדרטיים, המשמש אז על ידי מגוון רחב של מערכות, כולל פנסים, משאבות ומנועי חלונות. יכולת ההסתגלות של ממיר זה הופכת אותו לאידיאלי לעמידה במגוון רחב של דרישות עומס. בתרחישים מסוימים, ממירי DC-DC נקראים לטפל במשימות דו כיווניות, המקיפות הן פונקציות מדרגות מתח והן של פונקציות מפורטות, לעתים קרובות נתקלות בהגדרות היברידיות קלות.
סוגים נפוצים של ממירי DC-DC ב- EVS
בדרך כלל ניתן לסווג ממירי DC/DC לשתי קטגוריות עיקריות:
ממירים ללא בידוד
ממיר מסוג זה נופל לשימוש כאשר יש צורך לשנות את המתח על ידי גורם קטן יחסית (בדרך כלל פחות מ -4: 1), וכאשר אין דרישה לבידוד דיאלקטרי בין הקלט לתפוקה. בתוך קבוצה זו ישנם חמישה סוגים עיקריים של ממירים: באק, בוסט, באק-בוסט, CUK וממירי משאבת מטען. ממירי Buck-Boost ו- CUK יכולים לבצע את המתחים ירידה ולהגדיל את המשימות. מצד שני, ממיר משאבת המטען מתאים להגברת המתח או הפיכתו, אם כי בדרך כלל הוא משמש ליישומי חשמל נמוכים יותר.
ממירים עם בידוד
בקטגוריה זו של ממירים משתמשים בדרך כלל שנאי בתדר גבוה. מצבים בהם נדרש בידוד מלא בין הפלט לקריאת הקלט לממירים מבודדים. קיימים סוגים רבים של ממיר בקבוצה זו, כולל חצי גשר, גשר מלא, ממירי זבוב, קדימה ומשיכה DC/DC. כל הממירים הללו מציעים את היתרון בכך שהם דו כיווניים ומסוגלים להשיג ירידה במתח גבוה או להגדיל את יחסי.
גורמים שיש לקחת בחשבון בעת תכנון ממיר DC-DC עבור EV
בבחירת ממיר DC-DC עבור EV, ישנם כמה גורמים שיש לקחת בחשבון. גורם חשוב אחד הוא יכולת העברת הכוח, מכיוון שהממיר אמור להיות מסוגל לספק העברת אנרגיה אמינה ומהירה. יעילות היא גורם מכריע נוסף, שכן הממיר אמור להיות מסוגל להמיר ולהעביר כוח ביעילות בין מקורות האנרגיה ל- EV. מספר הרכיבים וספירת הרכיבים חשוב גם הוא, שכן ספירת רכיבים נמוכה יכולה להוביל לממיר קומפקטי וחסכוני יותר. בנוסף, הממיר אמור להיות מסוגל להתמודד עם רמות בעלות עוצמה גבוהה וזרם גבוה, מה שהופך אותו למתאים ליישומי EV מעשיים. לבסוף, יש לקחת בחשבון את יישום מערכת הבקרה ובחירת אסטרטגיית הבקרה כדי להבטיח הפעלה וביצוע נאותים של הממיר.
היתרונות של ממירי DC-DC עבור EVS
ממירי DC-DC הניתנים להתאמה מציעים המרת אנרגיה יעילה ויכולים להתמודד עם המגבלות של מערכות אנרגיה מודרניות.
מערכות עזר ורכיבים רבים ברכבים נועדו לפעול ברמות מתח רכב סטנדרטיות (למשל, 12 וולט). מכיוון שלרוב EVS משתמשים במערכות סוללות מתח גבוה יותר, ממירי DC-DC מבטיחים תאימות על ידי מתן רמות המתח הנדרשות לרכיבים אלה.
ממירים דו כיווניים מתאימים ליישומי מתח נמוך ויכולים להעביר אנרגיה מתחדשת ביעילות, אך יתכן שהם אינם מתאימים ליישומי מתח גבוה בגלל רווח נמוך.
ממירים דו כיווניים מסייעים גם ביישומים כמו בלימה מחודשת, שם ניתן להמיר אנרגיה שנוצרת במהלך בלימה לאנרגיה שמישה ולאחסן בסוללה הראשית.
ממירי DC-DC מבודדים מספקים תכונת בטיחות חיונית ב- EVS. הם יוצרים מחסום בין רכיבי המתח הגבוה, כמו סוללת המתיחה, לבין מערכות המתח הנמוך.