Kétirányú DC/DC Buck-Boost konverter USB Type-C alkalmazásokhoz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sütő Zoltán
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Szakdolgozatom témája egy kétirányú DC/DC buck-boost konverter modellezése, szimulációja, tervezése és tesztelése. A cél egy olyan konverter áramkör elkészítése, ami képes egy 3 cellás LiPo-akkumulátornak megfelelõ feszültségbõl (9.6V-12.6V) elõállítani 5V-ot és 20V-ot, illetve 20V kimeneti betáplálással képes a bemeneti, lemerült akkumulátort tölteni. Egy másik fontos cél volt, hogy egy olyan struktúrált tervezési folyamaton haladjak végig, mely a késõbbiekben tetszõleges teljesítményelektronikai konverter tervezésének az alapja lehet. A mindhárom üzemmódra képes konverter nagy teret hódíthat a közeljövõben, mivel a nemrég kifejlesztett új USB Type-C csatlakozószabvány és az úgynevezett Power Delivery Specifikáció lehetõvé teszi egyrészt a 20V-os feszültségszint használatát nagyobb áramok mellett is (3-5A), valamint a kétirányú energiaáramlást. Az új USB specifikációról és a konverter topológiákról részletes irodalomkutatást végeztem, melynek eredményeként egy megfelelõ konfigurációt választottam ki. Ezek után a konverter elemzése során mind a nagyjelû, mind a kisjelû modelleket levezettem. A különbözõ, visszacsatolást nem tartalmazó mûködési módokhoz szimulációkat készítettem LTSpice-ban. A konverter optimális mûködéséhez a szabályozás használata nélkülözhetetlen, ezért három lehetséges szabályozási módszert hasonlítottam össze és terveztem meg a buck és a boost üzemmódra, majd MATLAB Simulink környezetben szimulációkat futtattam. Ezt követõen a tényleges elektronikát terveztem meg Altium Designer környezetben. A panel véglegesítése elõtt legyártottam egy tesztpanelt, melyen a felhasznált áramköri elemeket ellenõriztem. Ezt követõen a végleges konverter panel nyomtatott áramkörét gyártattam le és forrasztottam be, majd mind a három mûködési módot nyílt hurokban teszteltem.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.