ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ
The electromagnetic processes in a bidirectional DC-DC converter using an asymmetric inverter in a battery energy storage system to manage energy flow between sources with different voltage levels are examined. The key advantages of bidirectional converters based on the asymmetric inverter topology...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1668 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1856544125318332416 |
|---|---|
| author | Мартинов, Д.В. Руденко, Ю.В. Мартинов, В.В. |
| author_facet | Мартинов, Д.В. Руденко, Ю.В. Мартинов, В.В. |
| author_sort | Мартинов, Д.В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-05-05T07:39:16Z |
| description | The electromagnetic processes in a bidirectional DC-DC converter using an asymmetric inverter in a battery energy storage system to manage energy flow between sources with different voltage levels are examined. The key advantages of bidirectional converters based on the asymmetric inverter topology are identified. The first advantage is the elimination of through-currents by avoiding combinations of serially connected active power switches during switching intervals. The second advantage is the improved dynamic performance of power switches by using external discrete diodes instead of internal diodes in the switches, significantly reducing the energy dissipated during the reverse recovery process. The article proposes an improvement to the structure of the asymmetric inverter with a magnetically coupled inductor for the bidirectional DC-DC converter through the addition of an extra inductor, which eliminates undesirable circulating currents in the converter that lead to power losses. Analytical expressions are derived for calculating current increments during switching intervals in the magnetically coupled inductor, and the relationship between its inductance and the parameters of the power sources, where circulating currents are absent, is determined. References 16, figures 7.
|
| first_indexed | 2025-09-24T17:40:22Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1668 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:14:09Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-16682025-05-05T07:39:16Z RESEARCH OF A BIDIRECTIONAL CONVERTER USING AN ASYMMETRIC INVERTER WITH A MAGNETICALLY COUPLED TWO-WINDING INDUCTOR IN AN ENERGY STORAGE SYSTEM ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ Мартинов, Д.В. Руденко, Ю.В. Мартинов, В.В. energy storage systems bidirectional DC-DC converter fast energy conversion hybrid electric vehicle системи накопичення електроенергії двонаправлений перетворювач постійної напруги швидке перетворення енергії гібридний електромобіль The electromagnetic processes in a bidirectional DC-DC converter using an asymmetric inverter in a battery energy storage system to manage energy flow between sources with different voltage levels are examined. The key advantages of bidirectional converters based on the asymmetric inverter topology are identified. The first advantage is the elimination of through-currents by avoiding combinations of serially connected active power switches during switching intervals. The second advantage is the improved dynamic performance of power switches by using external discrete diodes instead of internal diodes in the switches, significantly reducing the energy dissipated during the reverse recovery process. The article proposes an improvement to the structure of the asymmetric inverter with a magnetically coupled inductor for the bidirectional DC-DC converter through the addition of an extra inductor, which eliminates undesirable circulating currents in the converter that lead to power losses. Analytical expressions are derived for calculating current increments during switching intervals in the magnetically coupled inductor, and the relationship between its inductance and the parameters of the power sources, where circulating currents are absent, is determined. References 16, figures 7. Розглянуто електромагнітні процеси у двонаправленому перетворювачі постійного струму під час використання асиметричного інвертора в акумуляторній системі енергонакопичення задля керування потоком енергії між джерелами з різним рівнем напруги. Визначено основні переваги двонаправлених перетворювачів на основі топології асиметричного інвертора. Перша перевага полягає у відсутності наскрізних струмів завдяки усуненню комбінацій послідовного з’єднання активних силових ключів на інтервалах комутації. Друга перевага полягає в покращенні динамічних властивостей силових ключів за рахунок використання зовнішніх дискретних діодів замість внутрішніх в силових ключах, що дає змогу значно зменшити енергію, яка розсіюється в процесі зворотного відновлення силового ключа. У роботі запропоновано шлях вдосконалення структури асиметричного інвертора з магнітопов’язаним дроселем для двонаправленого перетворювача постійного струму за допомогою додаткового дроселя, який усуває небажані циркуляційні струми у перетворювачі, що призводять до втрат потужності. Отримано аналітичні вирази для розрахунків приростів струмів на інтервалах комутації у магнітопов'язаному дроселі та визначено взаємозв'язок між його індуктивністю та параметрами джерел електроживлення, за яких циркуляційні струми відсутні. Бібл. 16, рис. 7. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025-04-28 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1668 10.15407/techned2025.03.015 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 3 (2025): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 015 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 3 (2025): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 015 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2025.03 en https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1668/1516 Авторське право (c) 2025 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | системи накопичення електроенергії двонаправлений перетворювач постійної напруги швидке перетворення енергії гібридний електромобіль Мартинов, Д.В. Руденко, Ю.В. Мартинов, В.В. ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ |
| title | ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ |
| title_alt | RESEARCH OF A BIDIRECTIONAL CONVERTER USING AN ASYMMETRIC INVERTER WITH A MAGNETICALLY COUPLED TWO-WINDING INDUCTOR IN AN ENERGY STORAGE SYSTEM |
| title_full | ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ |
| title_fullStr | ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ |
| title_full_unstemmed | ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ |
| title_short | ДОСЛІДЖЕННЯ ДВОНАПРАВЛЕНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ АСИМЕТРИЧНОГО ІНВЕРТОРА З МАГНІТОЗВ‘ЯЗАНИМ ДВООБМОТКОВИМ ДРОСЕЛЕМ В СИСТЕМАХ НАКОПИЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ |
| title_sort | дослідження двонаправленого перетворювача з використанням асиметричного інвертора з магнітозв‘язаним двообмотковим дроселем в системах накопичення енергії |
| topic | системи накопичення електроенергії двонаправлений перетворювач постійної напруги швидке перетворення енергії гібридний електромобіль |
| topic_facet | energy storage systems bidirectional DC-DC converter fast energy conversion hybrid electric vehicle системи накопичення електроенергії двонаправлений перетворювач постійної напруги швидке перетворення енергії гібридний електромобіль |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1668 |
| work_keys_str_mv | AT martinovdv researchofabidirectionalconverterusinganasymmetricinverterwithamagneticallycoupledtwowindinginductorinanenergystoragesystem AT rudenkoûv researchofabidirectionalconverterusinganasymmetricinverterwithamagneticallycoupledtwowindinginductorinanenergystoragesystem AT martinovvv researchofabidirectionalconverterusinganasymmetricinverterwithamagneticallycoupledtwowindinginductorinanenergystoragesystem AT martinovdv doslídžennâdvonapravlenogoperetvorûvačazvikoristannâmasimetričnogoínvertorazmagnítozvâzanimdvoobmotkovimdroselemvsistemahnakopičennâenergíí AT rudenkoûv doslídžennâdvonapravlenogoperetvorûvačazvikoristannâmasimetričnogoínvertorazmagnítozvâzanimdvoobmotkovimdroselemvsistemahnakopičennâenergíí AT martinovvv doslídžennâdvonapravlenogoperetvorûvačazvikoristannâmasimetričnogoínvertorazmagnítozvâzanimdvoobmotkovimdroselemvsistemahnakopičennâenergíí |