Yangi energiya avtomobillari sanoatining tez rivojlanishi bilan avtomobildagi zaryadlash qurilmasi (OBC) elektr tarmog‘i va quvvat batareyasi o‘rtasidagi asosiy ulanish komponenti sifatida xizmat qiladi, shu sababli uning elektromagnit moslik (EMC) dizayni tobora muhimroq ahamiyat kasb etmoqda. O‘zgaruvchan tok manbalaridagi quvvat qurilmalarning yuqori tezlikdagi qo‘shilish-uzilish jarayoni yuqori chastotali EMI chalg‘itishlarini hosil qiladi; bu o‘z navbatida kuchlanish liniyalari bo‘ylab tarqaladigan umumiy rejimli va farq rejimli o‘tkaziladigan shovqin hamda fazoda tarqaladigan nurlanish chalg‘itishlarini o‘z ichiga oladi. Avtomobildagi zaryadlash qurilmalari murakkab avtomobil elektromagnit muhitiga moslashish, o‘zlarining barqaror ishlashini ta’minlash va avtomobildagi boshqa elektron qurilmalarga ta’sir o‘tkazmaslik uchun mustahkam EMC filtri dizayniga ega bo‘lishlari kerak. Ulardan umumiy rejimli choke va π-turi filtrlash sxemasi EMC filtrlashning asosiy komponentlaridir; induktor tanlovi to‘g‘ridan-to‘g‘ri filtrlash samaradorligini, butun tizim hajmini va issiqlikka chidamliligini belgilaydi.
1-EMI shovqin manbalari va filtrlash arxitekturasi
OBC ishlayotganda uning old qismidagi PFC sxemasidagi yuqori chastotali qo‘shish tranzistorlari (IGBT yoki SiC MOSFET) va orqa qismidagi DC-DC konvertorni rezonans sxemalari keng spektrli garmonik komponentlar hosil qiladi. O‘tkaziladigan EMI shovqini ikki turga bo‘linadi :differensial rejimli shovqin va umumiy rejimli shovqin. Differensial rejimli ta’sir ikkita elektr ta’minoti ulanish chizig‘i (masalan, L chizig‘i va N chizig‘i) o‘rtasida, lekin qarama-qarshi tok yo‘nalishida sodir bo‘ladi; u asosan tez-tez qo‘shilish va uzilish jarayonida qo‘shish tranzistorlarida hosil bo‘ladigan tok to‘lqinlari tufayli elektr ta’minoti konturida vujudga keladi; umumiy rejimli ta’sir esa elektr ta’minoti chiziqlari va yerlangan chiziq (PE) o‘rtasida bir xil tok yo‘nalishida sodir bo‘ladi; u asosan qo‘shish jarayonida yuzaga keladigan yuqori kuchlanishli o‘tish nuqtalari parazit sig‘im orqali yerga ulanishi hamda tashqi elektromagnit maydonning ta’siri tufayli vujudga keladi .
OBC ning kirish uchi odatda π-turli EMI filtr sxemasi bilan sozlanadi, bu turli chastotali diapazonlarda elektromagnit ta'sirni bostirish uchun induktorlar va kondensatorlarning kombinatsiyasidan foydalanadi. Filtr tarmog'ining umumiy arxitekturasi xuddi shu ketma-ketlikda: tarmoq tomonidan X kondensatori (differensial rejimli filtratsiya), umumiy rejimli xok, Y kondensatori (umumiy rejimli filtratsiya) va differensial rejimli induktor, ikki bosqichli yoki ko'p bosqichli filtratsiya tuzilmasini tashkil qiladi. Oldingi bosqich asosan tarmoq tomonidan keladigan o'tkaziladigan ta'sir va garmoniklarga qarshi chiqadi, keyingi bosqich esa qo'shimcha ravishda kalitlash harakatlari natijasida hosil bo'lgan yuqori chastotali shovqinlarni pasaytirishdan javobgardir 。
Rasm 1. OBC sxematik diagrammasi
2- Umumiy rejimli xoklar uchun ish prinsipi va asosiy material tanlovi
2.1 Ishlash principi
Umumiy rejimli chok (choke) yopiq magnit yadrodan o‘ralgan bo‘lib, umumiy rejimli shovqinlarni yuqori qarshilik bilan bostirish uchun aylanishlar soni bir xil, lekin yo‘nalishi qarama-qarshi bobinalardan iborat. Umumiy rejimli tok o‘tganida, aylanishlarning magnit oqim yo‘nalishlari bir xil bo‘lib, bir-biriga qo‘shiladi va bu umumiy rejimli chokga yuqori qarshilik beradi, natijada umumiy rejimli signal effektiv ravishda zaiflanadi. Farqli rejimli tok (masalan, normal ishlashdagi tok) ikkita aylanishdan o‘tganda, yadroda hosil bo‘lgan magnit oqim yo‘nalishlari qarama-qarshi bo‘lib, bir-birini bekor qiladi va farqli rejimli signal deyarli zaiflanmagan holda o‘tadi.
Rasm 2. Umumiy rejimli tok o‘tganida magnit maydonlar bir-biriga qo‘shiladi
Rasm 3. Farqli rejimli tok o‘tganida magnit maydonlar bir-birini bekor qiladi
Umumiy rejimli chokning qarshilik formulasi quyidagicha:
Shuningdek, induktivlik formulasi:
Yurakning samarali magnit o'tkazuvchanligi μe to'g'ridan-to'g'ri berilgan o'lcham va aylanishlar sonida olingan induktivlikni belgilaydi. O'tkazuvchanlik qanchalik yuqori bo'lsa, bir xil o'lchamda qarshilik shunchalik yuqori bo'ladi va bu kuchliroq filtr effekti hosil qiladi .
2.2 Magnit yurak materiallarini tanlash
Umumiy rejimdagi choklar uchun keng tarqalgan yurak materiallari orasida marganets-sink ferriti, nikel-sink ferriti, amorf qotishmalar va nanokristall qotishmalar mavjud. Ularning xususiyatlari farqlari ularning mos keladigan qo'llanilish sohalari chegaralarini belgilaydi ：
◾ Ferrit: O'rta va yuqori chastotali tizimlar uchun iqtisodiy variant Qo'llanilishi
Ferrit (masalan, Mn-Zn, Ni-Zn) yuqori chastotali umumiy rejimdagi choklar uchun yuqori qarshilikka ega va vortikal tok yo'qotishlari past bo'lgani uchun afzal materialga aylandi. Mn-Zn ferrit 100 kHz–1 MHz chastota diapazonida a'lo ishlaydi, lekin uning Kyuri harorati nisbatan past (taxminan 120°C) ，yuqori haroratlarda o'tkazuvchanlikni keskin pasaytiradi; Ni-Zn ferrit yuqori chastotali diapazonlar uchun mos keladi. Boshlang'ich o'tkazuvchanligi past (μ<1000) ，yuqori chastotali barqarorligi yuqori darajada .
◾ Amorf va nanokristallik qotishmalar : Yuqori chastotali, past yo'qotishli qo'llanishlar uchun eng yaxshi yechim
Amorf qotishmalar (temir va kobalt asosida) tez sovutish jarayoni orqali tartibsiz atom tuzilishini hosil qiladi va juda yuqori to'yingan magnit oqimi zichligini (Bs 1.2 T) va juda past yuqori chastotali yo'qotishni namoyon qiladi. Nanokristallik qotishmalar issiqlik ishlov berish orqali nanokristallik tuzilishni hosil qiladi va 100 kHz–500 kHz chastota diapazonida ferritga nisbatan yo'qotishni 50% dan ortiq kamaytiradi hamda harorat barqarorligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Ular elektr avtomobillar uchun zaryadlash modullari kabi samaradorlik talablari qattiq qo'yiladigan vaziyatlarga mos keladi.
2.3 Umumiy rejimli choklar tanlashning asosiy nuqtalari
（1）Induktivlik: O‘tkaziladigan zaryad qurilmasining ish chastotasi va shovqin xususiyatlariga qarab mos induktivlikni tanlang. Odatda, yuqori induktivlik past chastotali shovqinni yaxshiroq bostiradi, lekin tizimning kirish yo‘qotishini oshiradi. Oddiy holatda, umumiy rejimdagi choklarning induktivligi bir necha yuz mikrohenri dan bir necha millihenrigacha o‘zgaradi （μH ）va bir necha millihenri （mH ）.
（2) Nominal tok: Umumiy rejimdagi chokning nominal toki o‘tkaziladigan zaryad qurilmasining maksimal ish tokidan yuqori bo‘lishi kerak, chunki bu induktor issiqlanish tufayli butun tizimning samaradorligini pasaytirishni oldini oladi va shuningdek, induktorning nominal tokda ajoyib barqarorligini ta’minlaydi.
（3) Chastota xususiyatlari: O‘tkaziladigan zaryad qurilmasining keng diapazonli shovqin bostirish talablarini qondirish uchun yuqori chastotali shovqinni yaxshi bostiradigan umumiy rejimdagi chokni tanlang. Umumiy rejimdagi chokning impedans–chastota egri chizig‘ini tekshiring va maqsadli chastota diapazonida etarli impedans mavjudligiga ishonch hosil qiling.
Yuqori quvvatli OBC qo'llaniladigan vaziyatlarda avtomobil darajasidagi umumiy rejimli xoklar asosan moslashtirilgan talablarga ko'ra boshqariladi. CODACA Electronics tadqiqot va ishlab chiqish jamoasi umumiy rejimli xoklarni moslashtirish sohasida keng tajriba ga ega bo'lib, mijozning xususiy talablariga mos mahsulot yechimlarini tezda taqdim etishi mumkin.
3- Prinsipi pi-turi filtrlash sxemasi va farq rejimli induktorlarni tanlashning asosiy nuqtalari
A pi filtrlash sxemasi ikkita kondensator va farq rejimli induktordan iborat bo'lib, harf shakliga o'xshaydi pi ushbu sxema kondensatorlarning o'tkazish ta'siridan va induktorlarning filtrlovchi ta'siridan foydalanib, differensial rejimdagi shovqinlarni samarali qiladi. Avtomobilda o'rnatilgan zaryadlovchilarda (OBC) π-turli filtr sxemalari quvvat liniyalari bo'ylab tarqalayotgan shovqinlarni yanada kamaytiradi va EMC ko'rsatkichlarini yaxshilaydi. OBCning odatdagi kalitlash chastotasi 40 kHz dan 150 kHz gacha bo'ladi va o'tkaziladigan emissiya sinovlari 150 kHz dan boshlanadi. Shu sababli, differensial rejimdagi filtratsiya asosan 150 kHz dan 1 MHz gacha bo'lgan chastota diapazonidagi differensial shovqinlarga qaratilgan.
Π-turli filtr uchun kesish chastotasi formulası:
Bu yerda Cx — π-turli filtrda ikki bosqichli X kondensatorlarining ekvivalent sig’imi. (Amaliy loyihalashda odatda bir xil sig’imli ikkita X kondensatori ishlatiladi, shuning uchun birlashgan ekvivalent filtratsiya sig’imi odatda bitta bosqichli X kondensatorining qiymatiga asoslanib, ehtiyotkorlik bilan baholanadi). Loyiha shuni ta’minlashi kerakki, kesishish chastotasi asosiy qo‘shish chastotasidan ancha past bo‘lsin; odatda bu chastota qo‘shish chastotasining 1/5 dan 1/10 gacha qilib olindi, shunda maqsadli g‘altaklanish chastota diapazoni filtrlarning to‘xtatish diapazoniga tushsin.
3.1 Differensial rejim induktorlarining ishlash prinsipi
Farq rejimida ishlaydigan induktor asosan bir dona o‘ramdan iborat bo‘lib, u quvvat manbai ulanish chizig‘iga ketma-ket ulanadi. Induktorning yuqori chastotali toklarga nisbatan qarshilik xususiyatlaridan foydalanib, u L va N liniyalari orasidagi farq rejimida vujudga keladigan shovqin uchun yuqori qarshilikli yo‘lni hosil qiladi va shovqinni pasaytiradi. Induktor tanlashda tashqi nurlanishni va tashqi shovqinlarni kamaytirish uchun ekranlangan induktorlarni afzal ko‘rish tavsiya etiladi.
(1) Induktivlik: Induktivlik farq rejimida ishlaydigan induktorning eng asosiy parametri bo‘lib, u aniq chastotalarda shovqinni bostirish qobiliyatini belgilaydi. Tanlash paytida maqsadli filtrlash chastota diapazoni hisobga olinishi kerak; umuman olganda, katta induktivlik past chastotali shovqinlarga nisbatan kuchliroq bostirish ta’sirini ko‘rsatadi.
(2) Ijro etiladigan tok: Bu, belgilangan issiqlik ko'tarilishi shartlarida induktor xavfsiz uzun muddat ishlashi mumkin bo'lgan maksimal tokni anglatadi. Tanlashda maksimal ishchi tokning nominal tokdan kichik bo'lishini ta'minlash kerak, ya'ni yetarli marj (odatda ＞ 30%).
(3) Doimiy tok qarshiligi (DCR): Doimiy tok qarshiligi — bu induktor o'ramining doimiy tok sharoitidagi ichki qarshiligidir. DCR qiymati qanchalik past bo'lsa, doimiy tok o'tganda hosil bo'ladigan quvvat iste'moli shunchalik kam bo'ladi va bu umumiy samaradorlikni oshiradi.
Chunki OBC ман lar avtomobil sohasiga tegishli bo'lganligi sababli, induktorlar AEC-Q200 avtomobil elektronikasi ishonchlilik standartlariga javob berishi kerak. Sinovlar quyidagilardan iborat: elektr parametrlarini sinovdan o'tkazish, mexanik zarba sinovi, tebranish sinovi, chiqishlarning mustahkamlik sinovi, payvandlanish qobiliyati sinovi, namlikda ishlayotgan holatda sinov, harorat sikllari sinovi, yuqori haroratda saqlash sinovi va boshqalar. CODACA turli xil standart avtomobil darajali quvvat mahsulotlarini taklif etadi.
Quyida ba'zi avtomobil sifati bo'yicha induktorlar .Batafsil ma'lumot olish uchun, iltimos, CODACA Electronicsning rasmiy veb-saytiga murojaat qiling: https://www.codaca.com.cn/, yoki CODACA sotuv xodimlari bilan bog'laning. Savollar qabul qilinadi.
Rasm tavsifi: Rasm 4. CODACA avtomobil darajali induktor
EN