| Form of studies |
Professional Master |
| Title of the study programm |
Computerised Control of Electrical Technologies |
| Title in original language |
Uz GaN tranzistoriem bāzēts īsa reakcijas laika divvirzienu līdzsprieguma pārveidotājs superkondensatoru enerģijas uzkrājēja pielietojumam |
| Title in English |
GaN transistor based fast response bi-directional DC-DC conventer for supercapacitor energy storage application |
| Department |
Faculty Of Computer Science Information Tehnology And Energy |
| Scientific advisor |
Kaspars Kroičs |
| Reviewer |
Oskars Krievs |
| Abstract |
Darbā tiek apskatīti enerģijas uzkrāšanas veidi līdzstrāvas mikrotīklos un tiek atrasta piemērotākā enerģijas uzkrāšanas metode ātram reakcijas laikam. Tā kā izvēlēto superkondensatoru uzkrājēju ir nepieciešams balansēt, tiek arī atrasta piemērotākā balansēšanas metode augstām uzlādes/izlādes strāvām un tiek izstrādāta balansēšanas plates simulācija un shēma. Lai superkondensatoru uzkrājēju varētu izmantot lietderīgi, tiek apskatīts divvirzienu pārveidotājs un tiek apskatītas prasības, lai regulators skaitītos ātrs. Attiecīgi tiek veidotas simulācijas un tiek veikta regulatoru iestatīšana ar pēc iespējas augstāku nociršanas frekvenci un iegūtie dati tiek pārbaudīti praktiski. Praktiskai regulatoru pārbaudei ir izstrādāta spiestā plate ar silīcija lauktranzistoriem un analogo vadību, un atgriezeniskās saites izejām priekš digitālās vadības. Silīcija risinājumu pēc tam salīdzina ar GaN lauktranzistoru pārveidotāju. Darbā tiek arī apskatīts sešu fāžu divvirzienu pārveidotājs un tiek apskatītas to priekšrocības un mīnusi.
Rezultātā ir iegūts, ka superkondensatoru balansēšanas risinājums strādā atbilstoši prasībām un ir pietiekoši ātrs, lai novērstu pārspriegumus. Tiek arī iegūts, ka pārveidotāja ātrai reakcijai ir nepieciešams mazināt droseles induktivitāti, bet nepieciešams ir celt slēgšanās frekvenci, lai mazinātu strāvas pulsāciju lielumu. Pēc strāvas pulsācijām 6uH drosele ar 500 kHz slēgšanās frekvenci ir līdzvērtīga 68uH droselei ar 100kHz slēgšanās frekvenci, bet 6uH drosele var sniegt līdz pat 10 reizēm augstāku filtra nociršanas frekvenci. Abus filtrus varēja attiecīgi nokompensēt līdz 10kHz 68uH gadījumā un 30kHz 6uH gadījumā, kas sniedz 3 reizes ātrāku pārejas procesa laiku. Pārejot uz GaN lauktranzistoriem, ir redzamas to īpašības ar mazākiem slēgšanās zudumiem, sasniedzot efektivitāti līdz pat 95% pie 500kHz slēgšanās frekvences, kamēr silīcija risinājums sasniedza efektivitāti līdz 80%. Salīdzinot analogo un digitālo vadību, ir redzams, ka analogā vadība ir stabilāka, bet tā ir ierobežota, bet ar visām aizturēm, kas veidojās digitālās vadības gadījumā, sanāca izveidot līdzvērtīgu vadību, kurai ir vairāk priekšrocības, kā, piemēram, vieglāka iestatīšana. Salīdzinot simulācijas ar praktisko risinājumu, ir redzams, ka tās ir pietiekoši precīzas un ticamas un tās palīdzēja ar pārveidotāja praktisko iestatīšanu un pārbaudi.
Darbs sastāv no 106 lapaspusēm, 99 attēliem, 3 tabulām un 36 izmantotiem literatūras avotiem. |
| Keywords |
Superkondensatoru enerģijas uzkrājējs, superkondensatoru balansēšana, īsa reakcijas laika pārveidotājs, GaN lauktranzistori, divvirzienu līdzsprieguma pārveidotājs, regulēšana |
| Keywords in English |
Supercapacitor energy storage, supercapacitor balancing, fast transient response converter, GaN transistors, bi-directional converter, control |
| Language |
lv |
| Year |
2023 |
| Date and time of uploading |
04.06.2023 03:10:19 |
