Bidirektionaler DC-DC Wandler , Drossel primär und Sekundär?

[Michael A. (micha_1243)]

Hallo Freunde,

ich bin zurzeit darüber einen bidirektionalen DC-DC Konverter zu 
entwerfen. Als Topologie habe ich dafür einen phase-shifted full-bridge 
Konverter mit Synchrongleichrichtung ausgewählt. Hier erstmal die Daten:

3KW
Eingangsspannung 36-60 V , nominal 48 V
Ausgangsspannung 9 -15 V , nominal 12 V
f(Converter) =100kHz -> f(Synchrongleichrichter)= 200kHz
dU = ca. 0,1 V


Ist Es hier notwendig die Glättungsinduktivität auf beiden Seiten 
anzubringen? also Primär und Sekundär?
Oder muss immer eine davon mit einem FET Überbrückt werden im jeweiligen 
Energieflussrichtungsmodus?


Ich hoffe mir kann da jemand helfen :)

[N.R. (Gast)]

Michael A. schrieb:
> Als Topologie habe ich dafür einen phase-shifted full-bridge
> Konverter mit Synchrongleichrichtung ausgewählt.

Wie? Mit Mittelanzapfung oder Vollbrücke auch sekundär? (Am besten immer 
Schaltplan einstellen. Ist einfacher als ellenlang erklärn müssen oder 
gar mühsam aus der Nase gezogen bekommen.)

Michael A. schrieb:
> 3KW

Uff.

Michael A. schrieb:
> Eingangsspannung 36-60 V , nominal 48 V
> Ausgangsspannung 9 -15 V , nominal 12 V
> f(Converter) =100kHz -> f(Synchrongleichrichter)= 200kHz
> dU = ca. 0,1 V

Doppelte Schaltfrequenz der primären Brücke? Irgendwas scheine ich hier 
nicht zu raffen. Dachte, nur die Ausgangsdrossel "sieht" sozusagen die 
doppelte f.

Michael A. schrieb:
> Ist Es hier notwendig die Glättungsinduktivität auf beiden Seiten
> anzubringen? also Primär und Sekundär?
> Oder muss immer eine davon mit einem FET Überbrückt werden im jeweiligen
> Energieflussrichtungsmodus?

Notwendig? Kommt drauf an. Mal ohne zus. FETs gedacht gibt das 
Stromspeisung, wohl ungut. Mit könnte gehen nur sollte man die erst nach 
erliegen des Stromflusses abschalten.

Worum genau gehts eigentlich, was soll wie wovon versorgt werden (und 
"zurückversorgen")?

[maetressenhuhnesserteam (Gast)]

Glättungsinduktivitäten? Synchrongleichrichter hat andere Frequenz als 
der Konverter?? Vollbrücke? Eingang/Ausgang bei einem bidirektionalem 
Wandler??

Das sind nicht gerade ideale Voraussetzungen, um einen 3KW-Wandler zu 
bauen.

[N.R. (Gast)]

Wegen dieser Fragen hab ich auch meine Zweifel. Und u.a. wegen der 
"doppelten Frequenz" hätte mich die sekundäre Schaltung interessiert.

maetressenhuhnesserteam schrieb:
> nicht gerade ideale Voraussetzungen

Gelinde gesagt. Ich denke, der Begriff "dual active bridge" ist nicht 
einmal bekannt, was noch dazu auf relativ wenig Suchtätigkeit z. Thema 
"bidirektional" schließen läßt.

[Michael A. (micha_1243)]

Sorry für die ungenaue Beschreibung, hier erstmal das Schaltbild. Es
handelt sich schon um eine Dual Active Bridge.
In diesem Schaltbild fehlen nur die angesprochenen
Glättungsinduktivitäten (bei denen ich nich weiß ob man die braucht, und
wenn dann wie ich sie verschalte)

Bin relativ neu in dem Gebiet, ich bitte euch um Nachsicht :)

Ich dachte dass die Synchrongleichrichtung immer die doppelte Frequenz
haben muss... bzw die Glättungsdrossel sieht die doppelte Frequenz,
daher müssen auch die FETS mit der doppelten Frequenz schalten?

[Michael A. (micha_1243)]

Die Drossel der Sekundär-Seite hat zusätzlich die Aufgabe einer 
Boost-Induktivität da Windungsverhältnis von 3:1 (Optimiert auf Wandlung 
von 48V->12V)

[N.R. (Gast)]

Michael A. schrieb:
> Ich dachte dass die Synchrongleichrichtung immer die doppelte Frequenz
> haben muss... bzw die Glättungsdrossel sieht die doppelte Frequenz,
> daher müssen auch die FETS mit der doppelten Frequenz schalten?

Eine 2-Wege-Gleichrichtung "klappt" immer alle Pulse ("Halbwellen") in 
eine Richtung. Daraus resultiert die doppelte Frequenz relativ zur 
"Grundfrequenz". (Absichtlich so geschrieben, daß es formal sowohl 
Sinus- als auch Rechteck-signale einschließt.)

Michael A. schrieb:
> Sorry für die ungenaue Beschreibung, hier erstmal das Schaltbild. Es
> handelt sich schon um eine Dual Active Bridge.
> In diesem Schaltbild fehlen nur die angesprochenen
> Glättungsinduktivitäten (bei denen ich nich weiß ob man die braucht, und
> wenn dann wie ich sie verschalte)

Wie gesagt - man (egal wer) könnte noch tausend Fragen stellen. Die 
wichtigste solltest Du aber im Vorfeld beantworten:

N.R. schrieb:
> Worum genau gehts eigentlich, was soll wie wovon versorgt werden (und
> "zurückversorgen")?

...oder ist das alles gar nur "akademisch" (fiktiv) ? Es gibt meist 
viele verschiedene Lösungen (Topologie u. Ansteuerung bzw. Modulation) 
für ein Problem. Erst mal aber muß man dieses kennen.

Ich zweifle irgendwie, daß Du einen beinahe fertigen Wandler am Tisch 
liegen hast, dem nur noch max. zwei Drosseln fehlen, und der dann auch 
nur zu Demonstrationszwecken / zum Ansehen da sein soll.

Also raus mit den ganzen Infos.

[Juergen B. (juergen_b401)]

Hallo in die Runde,

ich bin seit einiger Zeit auf der Suche nach einem bidirektionalen DC DC 
Wandler. Dazu habe ich in den Suchmaschinen mich umgeschaut.

Da dieser Post hier in 2016 gestartet wurde, und nach recht kurzer Zeit 
abgebrochen wurde, gehe ich mal davon aus, das Projekt wurde nicht 
weiter verfolgt.

Ich habe jedoch aktuell (in 2022) viele interessante Informationen 
gefunden. Einige Hochschulen / Universitäten haben sowas auch 
entwickelt. Es gibt mittlerweile sogar fertige integrierte Schaltungen, 
die nur noch recht wenig externe Hardware brauchen. Also warum das Rad 
neu entwickeln? Es gibt fertige Räder, die wunderbar rund laufen :-)

Außerdem kann man auch fertige bidirektionale DC DC Wandler mittlerweile 
kaufen, teilweise sogar im KW Bereich, für teilweise erstaunlich wenig 
Geld (um die 600,- Euro).

Wer Infos sucht, bin gerne bereit zu berichten. Denn das Thema 
bidirektionale DC DC Wandler (es gibt einen Highsite Anschluss (kein 
Ausgang, keine Eingang) und einen Lowsite Anschluss (kein Eingang, kein 
Ausgang), wird immer interessanter. Zum Beispiel im E PKW Bereich werden 
die gebraucht. Aber auch im Haus z.B. wenn man über einen Akku mit 
geringer Spannung (48V) in ein HV System (Bus, z.B. 350V DC) einspeisen 
möchte. Daraus kann man dann wieder AC machen, auch 3 phasig mit Null. 
Da das ganze dann bidirektional ist, wird dann auch "rückwärts" der 48V 
Akku geladen. DAS ist ja das geniale am bidirektionalen DC DC Wandler, 
der eben x fach cleverer ist, als ein normaler DC DC Wandler.

Also, frohe Ostertage wünsche ich allen hier.

VG, Jürgen