Bidirekční výkonový DC-DC měnič s galvanickým oddělením

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací obousměrného DC-DC měniče s galvanickým oddělením pro aplikace balancování akumulátorových sad. V první části je provedena rešerše dostupných topologií měničů a jejich vlastností. Na základě této analýzy je zvolena topologie Dual Active Bridge, která je následně detailně popsána.

V praktické části je navržen a realizován měnič včetně výkonové, řídicí a měřicí části. Funkčnost zařízení je ověřena experimentálním měřením, při kterém je sledována závislost přenášeného výkonu, proudu a účinnosti na fázovém posunu mezi můstky.

Výsledky měření potvrzují správnou funkci měniče a jeho schopnost obousměrného přenosu energie. Práce rovněž poukazuje na vliv parazitních jevů a provozních podmínek na dosažení měkkého spínání a celkovou účinnost zařízení.

This thesis deals with the design and implementation of a bidirectional galvanically isolated DC-DC converter for battery balancing applications. The first part provides an overview of available converter topologies and their properties. Based on this analysis, the Dual Active Bridge topology is selected and described in detail.

In the practical part, the converter is designed and implemented, including the power stage, control system, and measurement circuits. The functionality of the device is verified through experimental measurements, focusing on the relationship between transferred power, current, efficiency, and phase shift.

The results confirm the correct operation of the converter and its ability to transfer energy in both directions. The thesis also highlights the influence of parasitic effects and operating conditions on soft-switching behavior and overall efficiency.