Elektrikli bisikletin kablosuz şarjının denetimi için ileri dönüştürücü uygulaması

Günümüzde otomotiv teknolojisi elektrikli araçlar üzerine yoğunlaşmaktadır. Elektrikli araçların kullanımını daha da yaygınlaştıracak teknoloji bu araçların hızlı ve kolayca şarj olmasına bağlıdır. Bireysel kullanım açısından elektrikli bisikletler günümüzde yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu tez, elektrikli bisikletlerin kablosuz şarjı ile ilgilidir. Bunun için 36 V'luk batarya grubuna sahip 250 W'lık bir elektrikli bisikletin kablosuz şarjı için endüktif güç aktarım sistemi tasarlanmış ve deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Endüktif güç aktarımında Seri-Seri rezonans topolojisi kullanılmış ve tasarımda kablosuz güç aktarım standartları dikkate alınmıştır. Elektrikli araçların kablosuz şarjında genelde alıcı ve verici tarafta 400 V doğru akım barası kullanılmaktadır. Ancak düşük güçlü ve 36 V gerilime sahip bir batarya grubu için tasarlanacak endüktif güç aktarımı için 400 V yerine 60 V doğru akım barası daha uygundur. Bu durumda eviriciyi beslemek için birincil tarafta düşürücü bir doğru akım- doğru akım dönüştürücü gerekmektedir. Bu tezde 230 V alternatif akım şebeke doğrultulduktan sonra eviriciyi beslemek için ileri dönüştürücü tasarlanmıştır. Batarya şarj sırasında eşdeğer empedans değeri değiştiği için, rezonansta çalışan güç aktarım sisteminin sekonder akım ve gerilimi değişmektedir. İkincil tarafın yüksüz kalması veya hizalama hatalarında evirici akımının aşırı artmasını engellemek ve şarj seviyesine göre alıcı tarafın uygun akım ve gerilim seviyesinde kalmasını sağlamak için, gerekli denetim algoritması da ileri dönüştürücü üzerinde tasarlanmıştır. İleri dönüştürücünün çıkışındaki akım ve gerilim bilgisi dikkate alınarak, analog olarak kablosuz şarjın denetimi sağlanmıştır. Bunun için tepe akım kipinde çalışan dönüştürücü için iki adet sezici direnç kullanılarak iki ayrı akım seviyesi kullanılmıştır. İlk akım seviyesi sabit akım bölgesi, ikinci akım seviyesi ise sabit gerilim bölgesi için kullanılmıştır. Tepe akım kipinde çalışan ileri dönüştürücünün ve geliştirilen denetim algoritmasının başarımı, hem benzetim programı ile hem de deneysel olarak değişken yüklerde test edilmiştir. Buna göre tasarlanan endüktif güç aktarımı %94 verim ile ve ileri dönüştürücü %92 verim ile çalışmaktadır.