Dwukierunkowy przekształtnik DC-DC w topologii trójfazowego podwójnego mostka aktywnego

Transkrypt

1 Tomaz GAJOWIK, Krzyztof RAFAŁ, Małgorzata BOBROWSKA-RAFAŁ Politechnika Warzawka, Intytut Sterowania i Elektroniki Przemyłowej Dwukierunkowy przekztałtnik DC-DC w topologii trójfazowego podwójnego motka aktywnego Strezczenie. Artykuł przedtawia opi i zatoowanie dwukierunkowego przekztałtnika DC-DC w topologii podwójnego motka aktywnego. Przedtawiono porównanie dwóch topologii: jednofazowej i trójfazowej. Omówiono zaadę działania układów, wraz z ich analizą. Opiano zbudowany model laboratoryjny. Przedtawiono wyniki z modelu laboratoryjnego z magazynem energii opartym o uperkondenator, kładąc duży nacik na przedtawienie prawności układu podcza różnych warunków pracy. Abtract. Thee article contain decription and application of Dual Active Bridge bi-directional DC-DC converter. Comparion of two topologie i preented: ingle-phae and three-phae, including their analyi. Reult from laboratory etup enriched with upercapacitor are preented, with emphai on the preentation of efficiency under different operating condition. (Bi-directional DC-DC converter in three-phae Dual Active Bridge Topology). Słowa kluczowe: : Dual Active Bridge, DAB, uperkondenator, magazyn energii Keyword: Dual Active Bridge, DAB, upercapacitor, energy torage doi: /pe Wtęp Wiele wpółczenych ytemów przekztałcania energii elektrycznej wymaga dwukierunkowego przepływu energii pomiędzy źródłami napięcia tałego o różnych wartościach. Przekztałtnik DC-DC znajdują nowe zatoowania ze względu na ronące zapotrzebowanie w ytemach takich jak: pojazdy elektryczne, hybrydowe I zailane ogniwami paliwowymi (ang. Electrical Vehicle EV, Hybrid Electrical Vehicle - HEV, Fuel Cell Vehicle FCV), urządzenia trakcyjne wykorzytujące hamowanie rekuperacyjne, układy zailania rezerwowego (ang. Uninterruptible Power Supply UPS), zaobniki energii przyłączane do ieci elektroenergetycznej (Energy Storage Sytem ESS), przekztałtniki wielopoziomowe wymagające eparacji zailania pozczególnych poziomów []. i dc1 Jedną z topologii umożliwiającą realizację dwukierunkowego przekztałtnika DC-DC o tounkowo dużej mocy jet podwójny motek aktywny (ang. Dual Active Bridge - DAB), przedtawiony na ryunku 1. Topologia ta jet znana od lat oiemdzieiątych ubiegłego wieku [1], jednak z powodu braku odpowiednich elementów półprzewodnikowych i magnetycznych nie była rozwijana przez bliko ćwierćwiecze. Obecnie topologia jet intenywnie adaptowana do pracy w dotąd nieoiągalnych obzarach. Zatoowanie tranzytorów z węglika krzemu (SiC) przynioło możliwość zwiękzenia czętotliwości łączeń, za czym idzie zmniejzenie rozmiarów elementów biernych i możliwość przenozenia więkzej mocy [3]. Ma to zczególnie duże znaczenie w zatoowaniach w pojazdach elektrycznych, gdzie wiele uwagi poświęca ię minimalizacji zarówno rozmiarów przekztałtnika, jak i redukcji wagi urządzenia, zwiękzając objętościową gętość mocy przekztałtnika. Badania opublikowane w ciągu otatnich pięciu lat dotyczyły przede wzytkim przekztałtnika jednofazowego, gdzie przedtawiano i dc i o1 L N:1 i o S S U 1 u o1 u o U S S motek wyokonapięciowy (wn) tranformator w. cz. motek nikonapięciowy (nn) Ry.1. Topologia podwójnego motka aktywnego (DAB), trójfazowego podwójnego motka aktywnego (DAB3) 14 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN , R. 90 NR 5/014

2 badania ymulacyjne tounkowo dużych mocy rzędu etek kw, natomiat weryfikacja modelu ymulacyjnego ograniczała ię do układów o mocy pojedynczych kw. W niniejzym artykule zaproponowano zatoowanie trójfazowej topologii podwójnego motka aktywnego (DAB3), przedtawionej na ryunku. Przedtawiono opi teoretyczny oraz metodę modulacji jedno- i trójfazowych przekztałtników DAB. Ponadto przeprowadzono weryfikację modelu trójfazowego na rzeczywitym układzie o mocy 7,5 kw. DAB topologia jednofazowa DAB jet dwukierunkowym tranformatorowym przekztałtnikiem DC-DC. Składa ię z dwóch motków H przężonych tranformatorem wyokiej czętotliwości o przekładni N dopaowanej do różnicy napięć pomiędzy źródłami napięcia DC (ry.1). Jedną z metod modulacji przekztałtnika DAB jet modulacja z przeunięciem fazowym. Obydwa motki pracują ze tałą wyoką czętotliwością f (kilku khz kilkuet khz) i tałym wypełnieniem równym 50%. Impuly terujące tranzytorów trony wyokonapięciowej (wn) i nikonapięciowej (nn) S ą przeunięte względem iebie o kąt, jak pokazano na ryunku 3. Obzar przeunięcia zawiera ię w przedziale <-Π; Π> [4]. Π tranformatora, odnieioną do trony wyokonapięciowej [4]. Analizując przebiegi napięć obu motków można tounkowo łatwo odtworzyć rozpływ prądów w pozczególnych elementach kładowych (ry.3, ry.4). Przy zerowym przeunięciu i gdy napięcia źródeł ą co do przekładni tranformatora równe, nie zachodzi wymiana energii pomiędzy źródłami. W wyidealizowanym przypadku, nie płynie również prąd tranformatora. W takim wypadku trumienie magnetyczne tranformatora pochodzące od napięć U 1 i U ą obie równe, lecz poiadają przeciwne zwroty. Sumaryczny trumień magnetyczny w rdzeniu tranformatora wynoi zero. Zmiana przeunięcia fazowego, powoduje załączenie ię jednego z motków z wyprzedzeniem, co kutkuje niezerowym trumieniem w rdzeniu. Strumień ten indukuje prąd w drugim uzwojeniu, przenoząc energię z jednego źródła do drugiego. Rozpływ prądów w takim tanie pracy obrazuje ryunek 3. Natomiat zmiana napięcia jednego ze źródeł, w tym przypadku wzrot U 1, powoduje odkztałcenie ię prądów tranformatora i źródła [8]. Przykładowe przebiegi przekztałtnika DAB przy niezrównoważonych napięciach przedtawia ryunek 4. Nachylenie części odkztałconej przebiegu zależy od indukcyjności rozprozenia L, różnicy napięć źródeł i czau Δt, gdy obydwa motki pozotają załączone. Wartość przyrotu prądu Δi 1 można obliczyć ze wzoru: (1) ( NU U t i ) 1 1 L Prąd trony wyokonapięciowej wyrażony jet wzorem: () ( NU U1) nu i1 4 f L Wartość przepływającego prądu pomiędzy źródłami uzależniona jet zatem od wartości przeunięcia fazowego i napięć źródeł motków U 1 i nu. Jeżeli w analizie obwodu z ryunku 5. uwzględnimy jedynie kładową podtawową przebiegów protokątnych, to układ można porównać do ytemu przeyłowego. Różnica faz napięć kutkuje przepływem mocy czynnej pomiędzy źródłami, natomiat różnica amplitud kutkuje przepływem mocy biernej. Pożądanym zakreem przeunięcia fazowego jet <-Π/; Π/>. Poza tym zakreem rośnie prąd tranformatora i a, przy jednoczenym zmniejzaniu ię prądu i dc [5]. Stan ten jet niekorzytny ze względu na płynący prąd bierny w tranformatorze, za czym idą wyokie traty cieplne wydzielane w dławikach, przewodach, rdzeniach i półprzewodnikach. Ponadto wytwarzany trumień magnetyczny od uzwojeń tranformatora jet umowany, co może doprowadzić do naycenia rdzenia. Przepływ energii U 1 NU L Π Ry.. Przebiegi napięć i prądów układu jednofazowego przy równowadze napięć, przy niezrównoważeniu napięć Zaadę działania przekztałtnika można przedtawić za pomocą uprozczonego chematu przekztałtnika przedtawionego na ryunku 5. Tranformator wyokiej czętotliwości prowadzono tu do indukcyjności L tanowiącej całkowitą indukcyjność rozprozenia Ry.3. Zaada działania przekztałtnika DAB Ogólny wzór na moc przenozoną przez podwójny jednofazowy motek aktywy DAB ma potać [1]: (3) NU U1 ( ) P f L PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN , R. 90 NR 5/014 15

3 Łatwo można wyprowadzić wzór na moc makymalną: (4) NU U1 P, przy 8 f L Zaprezentowana topologia pozwala na przełączanie tranzytorów przy zerowym napięciu (ang. Zero Voltage Switching - ZVS) [4]. Stan ten można oiągnąć przy dużym przeunięciu, a więc i przy dużej przenozonej mocy. Natomiat podcza pracy z małym obciążeniem, łączniki przełączają w momencie, gdy prąd tranformatora oiąga makymalną wartość. Mamy do czynienia z przełączaniem twardym, co kutkuje więkzymi tratami łączeniowymi. Aby oiągnąć tan ZVS dla trony wyokonapięciowej, prąd gałęzi podcza załączania tranzytora mui być ujemny, tzn. mui płynąć przez diodę zwrotną. Identycznie jet ze troną nikonapięciową. Poniżze zależności określają warunki miękkiego przełączania [4]: (5) ZVS (1 d), d 1, gdzie ( d 1), d 1 d NU d U DAB3 topologia trójfazowa Trójfazowy podwójny motek aktywny (DAB3), pokazany na ryunku, różni ię od jednofazowego więkzą liczbą gałęzi w przekztałtniku i dodatkowymi dwoma tranformatorami wyokiej czętotliwości. DAB3 wprowadza pewną elatyczność w konfigurację połączeń tranformatora. Uzwojenia mogą być połączone w trójkąt lub w gwiazdę. Dzięki temu, można dodatkowo zmieniać kztałt i wartość napięcia podawanego na zaciki tranformatora. Przy zatoowaniu modulacji z przeunięciem fazowym obydwa motki pracują ze tałą czętotliwością f i tałym wypełnieniem 50%. Sygnały terujące pozczególnymi gałęziami w motkach przeunięte ą o Π/3. Podobnie, jak w układzie jednofazowym, przeunięcie fazowe pomiędzy ygnałami terującymi motka wyokonapięciowego i nikonapięciowego mieści ię w przedziale <-Π; Π>, jednak ze względu na pojawiający ię prąd bierny w tranformatorze, pożądanym przedziałem pracy jet <-Π/; Π/>, co widać na ryunku 6. Charakterytyki terowania przedtawiono na ryunku 8, gdzie pokazano pomiary prądu i a i i dc w funkcji przeunięcia fazowego. Moc przenozona przez przekztałtnik jet wyrażona wzorami: (6) U1 P d ( ), dla f L przełączających, wyraźnie mniejza tętnienia prądu wejściowego i wyjściowego, dzięki czemu elementy bierne filtrów mogą poiadać mniejze wartości, a więc i mniejze rozmiary i maę. Wadą jet jednak wyżzy kozt, ze względu na dodatkowe gałęzie tranzytorów wraz ze terownikami bramkowymi oraz wykonanie trójfazowego tranformatora. Bardziej komplikowany jet również algorytm terowania, gdzie wymagane jet wygenerowanie trzech przeuniętych względem iebie o Π/3 protokątnych ygnałów bramkowych. Dodatkowe dwie gałęzie, podnozą kozt urządzenia, jednak więkza liczba tranzytorów oznacza więkzą powierzchnię, przez którą ciepło oddawane jet do radiatora. Dlatego też łączniki półprzewodnikowe pracują w niżzych temperaturach, co przekłada ię bezpośrednio na żywotność układu. W DAB3 na zaciki tranformatora podawane jet napięcie protokątne chodkowe, a nie protokątne jak w DAB, dlatego różne ą przebiegi natężenia pola magnetycznego w rdzeniach. Napięcie chodkowe przyłożone do uzwojeń, pozwala na zmniejzenie w tounku do topologii jednofazowej makymalnego natężenia pola magnetycznego w rdzeniach, co oznacza mniejze przekroje rdzeni dla tranformatora trójfazowego. Ponadto znacznemu zmniejzeniu ulegają tętnienia prądu wejściowego wyjściowego, co powala na zatoowanie mniejzych filtrów i kutkuje mniejzym obciążeniem prądowym kondenatorów filtrujących [4]. Π/3 Π (7) U1 P d( ), dla f L 18 3 Oberwując przedtawiony na ryunku 6. kztałt napięcia przyłożonego do uzwojeń tranformatora można zauważyć, że zaindukuje ię trumień magnetyczny o mniejzej wartości niż w DAB. Ponadto topologia trójfazowa charakteryzuje ię niewielkimi tętnieniami prądów wejściowego i wyjściowego, co można dotrzec porównując ryunek 3 i ryunek 6. Tętnienia prądu wejściowego i wyjściowego ą zależne od wartości przeunięcia fazowego, co można zaoberwować na ryunku 6. Porównanie topologii jedno- i trójfazowej Trójfazowy przekztałtnik DAB, w porównaniu z jednofazowym, pozwala na przenieienie więkzej o 33% mocy przy zatoowaniu takich amych elementów Π/3 Π Ry.6. Przebiegi napięć i prądów układu trójfazowego: dla Π/3, dla >Π/3 16 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN , R. 90 NR 5/014

4 Mniejze tętnienia prądu po tronie nikonapięciowej bezpośrednio przekładają ię na wolniejze tarzenie ię magazynu energii, który jet wrażliwy na kładową wyokoczętotliwościową prądu. Mniejze tętnienia prądów wejściowego i wyjściowego w DAB3 pozwalają na zmniejzenie prądów w kondenatorach filtrujących niemalże trzykrotnie [3], [4], [7]. Biorąc pod uwagę, że traty w kondenatorze ą proporcjonalne do drugiej potęgi prądu, okazuje ię, że umaryczne traty w filtrach ą bliko dziewięciokrotnie niżze [4], co przekłada ię na niżzą temperaturę pracy filtru. Model laboratoryjny przekztałtnika DAB3 W celu weryfikacji omówionej topologii, zbudowano układ laboratoryjny. Schemat układu laboratoryjnego przedtawia ryunek 7, natomiat podtawowe parametry układu podano w Tabeli 1. Układ kłada ię z trójfazowego przekztałtnika ieciowego AC-DC, przekztałtnika DAB3 i uperkondenatorowego magazynu energii C. Przekztałtnik ieciowy pełni funkcję źródła napięcia tałego dla trony wyokonapięciowej i nie będzie głębiej omawiany. DAB3 o mocy znamionowej 7,5 kw pracuje ze tałą czętotliwością łączeń 0 khz i wypełnieniem 50% (pomniejzonym o cza martwy). Układ pracuje w zamkniętej pętli regulacji prądu uperkondenatora. Tranformator kłada ię z trzech połączonych w trójkąt tranformatorów jednofazowych opartych o rdzenie toroidalne. Rdzenie wykonane ą z materiału amorficznego VITROPERM 500F, charakteryzującego indukcją naycenia na poziomie 1, T, zdolnością do pracy przy wyokich czętotliwościach aż do 300 khz i wpółczynnikiem przenikalności magnetycznej µ równym Maa jednego rdzenia to 67 g. Ze względu na efekt wypierania prądu, tzw. nakórkowości, trona wyokonapięciowa tranformatora zotała nawinięta licą 75x0,1 mm, natomiat trona nikonapięciowa przewodem typu linka x16 mm. Uzykane w ten poób tranformatory poiadały niką indukcyjność rozprozenia, co wymuiło zatoowanie dodatkowych dławików zmniejzających tromości prądu tranformatora. AC-DC DAB3 C U 1 U Układ terowania dspace S Modulator PWM Regulator PI I dc I dc * Ponadto, zerowy prąd źródeł oiągany jet przy niezerowym przeunięciu fazowym (ry.8). W możliwie najmniejzej odległości od tranzytorów zaintalowano kondenatory typu nubber dla zmniejzenia wpływu indukcyjności paożytniczych. Ponadto na płytce motka nikonapięciowego zaintalowano baterię kondenatorów elektrolitycznych, które wraz z indukcyjnością w potaci dławika, tanowiły filtr dolnoprzeputowy. Filtr ten zatoowano z myślą o ochronie uperkondenatorowego magazynu energii przez nadmiernym tarzeniem ię przez pobór prądu impulowego. Tabela 1. Parametry modułu magazynowania energii Przekztałtnik DAB3 Napięcie U V Tranzytory motka wn IGBT 100 V 50 A Cza martwy motka wn µ Napięcie U 0-75 V Tranzytory motka nn 3 x MOSFET 00 V 94 A Prąd znamionowy trony nn 100 A Cza martwy motka nn 0,5 µ Tranformator w.cz. Przekładnia N 9 Układ połączeń Dd Indukcyjność rozprozenia trony nn 4 µh Indukcyjność rozprozenia trony wn 55 µh Dodatkowa indukcyjność trony wn 0 µh Typ rdzenia toroidalny Materiał rdzenia amorficzny Moduł uperkondenatora C Pojemność 94 F Napięcie znamionowe 75 V Prąd znamionowy 150 A Rezytancja 15 mω Wyniki ekperymentalne W pierwzej kolejności dokonano weryfikacji opianej metody regulacji prądu opartej o modulację z przeunięciem fazowym. Na ryunku 8 przedtawiono wyniki pomiarów prądu jednego z tranformatorów i a oraz prądu uperkondenatora i dc w funkcji przeunięcia fazowego. Badania charakterytyki wykonano przy obniżonym napięciu, aby nie przekroczyć dopuzczalnej wartości prądu i a. Prąd i dc wykazuje inuoidalną zależność od przeunięcia fazowego, natomiat amplituda prądu i a wzrata wraz ze wzrotem przeunięcia fazowego. Z tego powodu dozwolonym zakreem pracy jet przedział <-Π/; Π/>. Ry.7. Schemat blokowy układu laboratoryjnego Motek wyokonapięciowy zotał oparty o trzy moduły IGBT zawierające po jednej gałęzi przekztałtnika. Motek nikonapięciowy zotał oparty o tranzytory typu MOSFET. Aby oiągnąć wytarczającą zdolność przewodzenia dużego prądu po tronie nn, połączono równolegle trzy łączniki półprzewodnikowe. Dodatni wpółczynnik temperaturowy tranzytorów i dobór modeli z jednej partii produkcyjnej zapewniły równy rozpływ prądów. Zadbano również o odpowiednio wydajne chłodzenie w potaci podkładek termoprzewodzących, odpowiedniego radiatora i wymuzonego chłodzenia powietrzem. Cza martwy motka wn wynoi µ, natomiat motka nn 0,5 µ. Różne czay martwe dla motków powodują niewielką aymetrię w przebiegach napięć i prądów tranformatora (ry.9). Ry.8. Charakterytyka terowania przekztałtnika DAB3 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN , R. 90 NR 5/014 17

5 Ocylogramy przedtawione na ryunku 9. Pokazują przebiegi napięcia i prądu podcza proceu ładowania i rozładowania magazynu energii. Podcza ładowania, przekztałtnikiem wyprzedzającym jet motek wyokonapięciowy, natomiat podcza rozładowania, jako pierwzy załącza ię motek nikonapięciowy. Dzięki odpowiedniej kontrukcji i dobrze dobranym elementom, zminimalizowano przepięcia na tranzytorach motka nikonapięciowego. 9 kondenatorów i wlutowano je bezpośrednio na tranzytory. Dzięki nim zmniejzyły ię przepięcia na łącznikach. Ograniczeniem mocy okazały ię jednak dodatkowe dławiki wtawione zeregowo z uzwojeniami pierwotnymi tranformatorów. Oiągały one temperatury powyżej 100 C. Ry.9. Przebiegi przekztałtnika DAB3: ładowanie prądem 60A, rozładowanie prądem 60A. Od góry: napięcie U a1, napięcie U a, prąd i a, prąd i dc. Zaoberwowana na powyżzych ocylogramach nieymetria prądów ładowania i rozładowania, jak i różna prawność może wynikać z: różnych czaów martwych trony wn i nn, nieliniowości elementów indukcyjnych, niedopaowanie napięciowe, różnych padków napięć tranzytorach. Układ przebadano za pomocą kamery termowizyjnej. Jak widać na ryunku 10. temperatury pozczególnych elementów motka nn ą tounkowo nikie. Wraz ze wzrotem zadanego prądu i przy znacznym niedopaowaniu napięciowym źródeł, tranzytory MOSFET oiągają temperatury rzędu od 60 C do 70 C. Mocno nagrzewają ię również ścieżki mocy na płytce PCB. W celu ograniczenia paożytniczych indukcyjności w obwodzie mocy, zatoowano kondenatory polipropylenowe typu nubber, charakteryzujące ię niką rezytancją i indukcyjnością właną. Zatoowano równolegle Ry.10. Motek nikonapięciowy przy zadanym prądzie magazynu i dc równym 80 A i napięciu magazynu U w przedziale <60-7 V> Z użyciem analizatora LEM NORMA D 6000 dokonano analizy prawności przekztałtnika DAB3, co przedtawiono na ryunkach 11 i 1. Wraz ze zmniejzaniem ię wartości przenozonej mocy, pada prawność układu. Ze względu na mniejze prądy, traty przewodzenia maleją, jednak traty łączeniowe pozotają praktycznie bez zmian, co umarycznie zmniejza ogólną prawność przekztałtnika. Badania prawności przeprowadzono przy znamionowym napięciu źródła wyokonapięciowego U 1 = 600 V i prądzie źródła nikonapięciowego i dc = 50 A. Badania przeprowadzone na trójfazowym podwójnym motku aktywnym uwypukliły zalety i ograniczenia topologii. Praca przy mocnym niezrównoważeniu napięć źródeł i pewnej nieymetrii elementów indukcyjnych, jak i z zatoowanie różnych rodzajów łączników półprzewodnikowych w motkach pokazały elatyczność topologii DAB3. Czętotliwość łączeń rzędu 0 khz zapewnia tounkowo dużą gętość mocy przekztałtnika. Układ prawdza ię tam, gdzie będzie pracował pod obciążeniem w obzarze ZVS, gdyż właśnie w takich warunkach oiąga makymalna (tu 9%) prawność. Ry.11. Sprawność w funkcji napięcia U 18 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN , R. 90 NR 5/014

6 Przedtawione badania prawności przekztałtnika wkazują na konieczność odpowiedniego doboru parametrów przekztałtnika do konkretnej aplikacji. W zczególności należy zwrócić uwagę na prawidłowy dobór przekładni tranformatora, aby zapewnić wyoką prawność układu. Natępnym etapem prac będzie zatoowanie w motku wyokonapięciowym tranzytorów typu MOSFET. Zabieg taki pozwoli na zwiękzenie czętotliwości łączeń obydwu motków i wpłynie na poprawę prawności układu. Projekt zotał finanowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podtawie decyzji nr DEC- 011/03/N/ST7/0311 Ry.1. Sprawność w funkcji prądu i dc Podumowanie Topologia DAB może być wykorzytana wzędzie tam, gdzie potrzebny jet dwukierunkowy przepływ energii elektrycznej pomiędzy źródłami tałoprądowymi o dużej różnicy napięć, tam, gdzie potrzebna jet eparacja galwaniczna i gdzie wymagana jet duża dynamika układu. Dodatkowo zatoowanie tranzytorów z węglika krzemu (SiC) pozwoliłoby na zwiękzenie czętotliwości łączeń i zmniejzenie gabarytów i may układu [4]. Obecnie urządzenia tego typu można potkać w pojazdach elektrycznych, układach UPS i zaobnikach energii. Układ może wchodzić w kład inteligentnego tranformatora w przęgach ieci SN i nn. Zarówno DAB jak i DAB3 zapewniają dwukierunkowy przepływ energii, eparację galwaniczną i dowolną przekładnię napięciową. Obydwie topologię poiadają zdolność do ZVS, jednak w przekztałtniku jednofazowym zakre, gdzie wytępuje przełączanie w zerze napięcia jet zerzy. DAB wymaga minimalnej liczby komponentów, poiada zdolność ZVS w tounkowo zerokim zakreie, dzięki ymetrycznej trukturze obwodu, prawność jet niezależna od kierunku przepływu energii. Wadą jet bardzo duży prąd RMS kondenatorów filtrujących i duże tętnienia prądu wejściowego i wyjściowego. DAB3 wymaga tranformatora trójfazowego o efektywnej objętości równej co w DAB, również poiada zdolność do ZVS, lecz już nie w tak zerokim zakreie. Prąd kondenatora filtrującego jet trzykrotnie mniejzy niż w DAB, więkza liczba tranzytorów pozwala lepiej odprowadzić ciepło, tętnienia prądu wejściowego i wyjściowego ą mniejze. Wadą jet zwiękzona liczba elementów. Przedtawione wyniki ekperymentalne potwierdzają kuteczność topologii DAB3 oraz metody terowania za pomocą modulacji z przeunięciem fazowym. LITERATURA [1] De Doncker R.W.A.A., Divan D.M., Kheraluwala, M.H., A threephae oft-witched high-power-denity DC/DC converter for high-power application, IEEE Tranaction on Indutry Application,, 7 (1991), n.1, [] Malinowki M. Gopakumar K., Rodriguez J., Pérez, M.A., A Survey on Cacaded Multilevel Inverter, IEEE Tranaction on Indutrial Electronic, 57 (010), n.7, [3] Aggeler D., Biela J., Kolar J.W., A compact, high voltage 5 kw, 50 khz DC-DC converter baed on SiC JFET, Applied Power Electronic Conference and Expoition APEC, 4-8 Feb. 008, [4] Krimer F., Modeling and Optimization of Bidirectional Dual Active Bridge DC-DC Converter Topologie, PhD Thei, ETH Zurich, 011 [5] Xue J. Wang F., Boroyevich, D., Shen Z., Single-phae v. three-phae high denity power tranformer, Energy Converion Congre and Expoition (ECCE) 1-16 Sept. 010, , [6] Boillat D. Roy S., Tripathi A., Bhattacharya S., Deign conideration of a three phae dual active bridge baed on reactive power flow, Energy Converion Congre and Expoition (ECCE) 15-0 Sept. 01, [7] Badtuebner U., Biela J., Chriten D., Kolar J.W., Optimization of a 5-kW Telecom Phae-Shift DC DC Converter With Magnetically Integrated Current Doubler," IEEE Tranaction on Indutrial Electronic, 58 (011), n.10 [8] Szymańki B., Reonant DC-to-DC Converter in Photovoltaic Power Sytem, PhD Thei, WUT Waraw, 010 Autorzy: mgr inż. Tomaz Gajowik, Politechnika Warzawka, Intytut Sterowania i Elektroniki Przemyłowej, ul. Kozykowa 75, Warzawa, gajowikt@ee.pw.edu.pl dr inż. Krzyztof Rafał, Politechnika Warzawka, Intytut Sterowania i Elektroniki Przemyłowej, ul. Kozykowa 75, Warzawa, rafalk@iep.pw.edu.pl dr inż. Małgorzata Bobrowka - Rafał, Politechnika Warzawka, Intytut Sterowania i Elektroniki Przemyłowej, ul. Kozykowa 75, Warzawa, bobrowm@iep.pw.edu.pl PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN , R. 90 NR 5/014 19