14V 55A Endüstriyel DC-DC Dönüştürücü TMS320LF2406 XCR3256XL CPLD VHDL

Elektrikli, akü ile çalışan araçlar için tasarlanmış iki yönlü yüksek güçlü DC DC dönüştürücü devresi 42V Akü voltajını 14 volta düşürüyor araç içinde aydınlatma, multimedya (ses sistemi, kamera, gps vb) silecekler kapı motorları vs. bir çok bülümün çalışması için gerekli voltaj bu DC-DC dönüştürücü ile sağlanıyor. Özellikle hesaplamalar devre, yazılım konusunda sağlam bir kaynak (ingilizce) kaynak CPLD, VHDL kodları ve Protel 99 SE proje dosyasıda var.

Yazarın Endüstriyel 14V 55A DC-DC Dönüştürücü hakkında açıklaması (çeviri);

Modern araç tasarımları, artan düzeyde elektrik yükü içermektedir. Elektrik sisteminden geleneksel mekanik yükleri çalıştırmanın birçok avantajı fark ediliyor, ancak bu ‘ekstra’ yüklerin getirilmesi, pratik olmayan kablo boyutlarına ve gereken büyük akımlar nedeniyle kayıpların artmasına neden oldu.

Gelecekteki bu güç krizini çözmek için, daha yüksek güç yüklerinin eklenmesine izin verecek yeni bir 42 voltluk standart üzerinde anlaşmaya varıldı. Ancak 42 voltluk bir sistem, çift voltajlı bir sisteme ihtiyaç duyan ışıklar, radyolar, enstrümantasyon vb. gibi yardımcı yükler için pratik değildir. Bu nedenle, 42 voltluk kaynağı 14 volta düşürmek için bir DC/DC dönüştürücü gereklidir.

Bu dönüştürücü ilk olarak içten yanmalı araçlarda kullanılmak üzere tasarlanmış olsa da, UQ deneysel elektrikli arabada kullanımı garanti edilmiştir. Çoğu elektrikli araç gibi, 42-14V dönüştürücü ihtiyacını da beraberinde getiren 42 voltluk bir mimari kullanır.

Dönüştürücü, 55A’lık bir çıkış akımı işleme kapasitesi ile en az 770W’lık bir güç derecesine sahip olmalıdır. Dönüştürücünün çift yönlü olması (çift pil sisteminin kullanılması durumunda) ve toplam hedef veriminin %95 olması da arzu edilir.

Bu tezin konusu, böyle bir dönüştürücünün prototipini tasarlamak ve oluşturmaktır. Bu hedeflere, paralel güç dönüştürücü modüllerinden oluşan çok düzeyli, modüler bir tasarıma dahil edilen anahtarlamalı mod teknolojisi kullanılarak ulaşılır. Bu yaklaşım, geliştirilmiş verimliliği, daha düşük maliyeti ve daha fazla esnekliği hedefler ve böylece bu uygulama için uygun hale getirir.

Dönüştürücü Tasarım , Buck Dönüştürücüler
Sürekli İletim Modu, Süreksiz İletim Modu
Çok Seviyeli Uygulama, Çıkış Dalgalanması Akım İptali
Giriş Dalgalanma Akımı İptali
Anahtar Olarak Kullanılan MOSFET’ler
Topoloji Seçimi, Filtre Gereksinimler, İndüktör
Çıkış Kondansatörleri , Giriş Kapasitörleri
Akım Algılama , PCB Hususlar ve Isı
DİJİTAL DENETLEYİCİ TASARIMI , Temel Kontrol Yapısı
Dijital Kontrol (DSP Uygulaması)
PWM Sinyal Üretimi (CPLD Uygulaması)
Veri Girişi Yakalama, PCB Değerlendirmeleri
Tek Fazlı ‘Güç Kartı’ PCB Düzeni
LOJİK DEPOLAR VE VHDL , Proses Akış Şemaları
Donanım Tanım Dili (VHDL)
Üst Seviye PWM (PhaseShiftedPWM.vhd)
8-bit Yukarı / Aşağı Sayaç İşlemi (Counter.vhd)
PWM ve Ölü Zaman Jeneratör İşlemi (PWM.vhd)
CPLD Devresi PCB TASARIMI DSP Devre Tasarımı Dönüştürücü Modülü Tasarımı
XCR3256XL-208 TMS320LF2406 IR2110

14V 55A DC-DC Dönüştürücü devre şemaları;

Kaynak: innovexpo.itee.uq.edu.au