Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Vítor Monteiro, J. G. Pinto, Bruno Exposto, João L. Afonso
“Comprehensive Comparison of a Current-Source and a Voltage-Source Converter for Three-Phase EV Fast Battery Chargers”
IEEE CPE International Conference on Compatibility and Power Electronics, Lisboa Portugal, pp.173-178,
June 2015.
http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7231068
ISBN: 978-1-4799-6300-3
DOI 10.1109/CPE.2015.7231068
This material is posted here with permission of the IEEE. Such permission of the IEEE does not in any way
imply IEEE endorsement of any of Group of Energy and Power Electronics, University of Minho, products or
services. Internal or personal use of this material is permitted. However, permission to reprint/republish this
material for advertising or promotional purposes or for creating new collective works for resale or
redistribution must be obtained from the IEEE by writing to [email protected]. By choosing to view
this document, you agree to all provisions of the copyright laws protecting it.
© 2015 IEEE
����������� �������� �� �
������������� �� � �������������� �������� ���
���������� �� ��� ������� �������
����� !������" #$ %$ ����" ���� �'����" #�(� )$ *��� *)%+;<�!< ;������ ����� > D������� �� !���" %�����(� > ��������
F�����$������� K ��N����$���� K N���$�'���� K O���$�$����QR���������$�����$��
��� W������� ����� �� ������Abstract������ ���� ���� �� � ����������� ����������
��������� ������������ ��������� ������������� ������ ������� �� ���� ������ ����� �� � � ��� �������� �������� ������� � � � ������� ������������ ���!"!������� ��������� �������� �#� ���� �� ���� �����������$���������� ����#� $����� ����� � $�� %��� ��� �� �&�������� � ������������ ����$����������� ��������� ���'�� �� � ��� ���#� ����� �� �� ����� � � � �� ��� ������������� �� ��"!�� ��� � � ���� ���� � ��� ����� �#� �� �� �� ���� ������$����� �� ��� ���&�������� � ������������ ����$����������� ��������� �#��������(�� ��#�� � ���������� ����������������� �������� ����������� ������������ �� �����������)����� ������ ����������� ���� ��� ����������������� ��������� �� ��!"!���� ���"!���������� �������#���$����� ������(� �������� ����$�� �������� ����� � ��� ���� � � ����� ��� ���������� � $�� �� ������� ��� ��� ������ � ������� ��� ���� ��� �� � �� ����������� �� ���� ��� �� ����� ����� � ��� �� � �� �� ��������� ���� ����������� ����� $��*+��,����.+��,��
Keywords—EV Battery Charger; Current-Source Converter; Voltage-Source Converter.
<$� <X�;+YD��<+X
X�Z����" ��� �������� ������� [��\ � �� � �Z �������� � ��� ������� �����" Z���� � ��������� �� ������ ��� �������� ��� ����� �� ��� �����N���� �� � ���� �����N�� �� �������� ��N����� ]^_$ X���������" �� ��� ��Z�� ����" ��� �� � �� � � �Z �N������ ���� ���� ��� N� ��������� Z������ O�������`� ��� ��Z�� q������ ]z_ ������ ��� ��Z�� ���� ��N����� ]{_$ < ����� �� ������� ��� �� N������ ������� ����� ���� ��� ��Z�� ���� ��� ��q����� ��N���� �� ����N���� �� N������ ������� �� ������� �� ������� �� ������ ��� �� ]W_]|_$ ��� ��N���� �� N������ ������� � ������� ���� ��� �� �� �� N� ��� �� ���� ��� �� �������� �� ��� ��Z�� ����$ ���������" ��� ��Z�� ����� �� ��N���� ������� � N���Z }$} ~� �� ��� ��������� � ��� ���������� � ��Z ������� ]}_]W_$ ��� ����N���� �� N������ ������� ��� ������� ������ ��� �� � ������� ������� �����" �� ��� ��� �� ������� ��Z�� �������� �� ��� �� N�������" �$�$" ��� ��Z�� �������� [�����\ � ������ ��� �� ]�_]�_$ +���N���� ������� ��� ��������� � ��� ���������� � ��� ������� �� ��������� ����� ��Z�� ����� �N��� |� ~�$ D�� N����������� �� N������ ������� �� � ��� ���N�� ������� ���� �� ��� ����� ����� � ��� N������� N��~ �� ��� ��Z�� ����$ ��� �������� ���� � ��������� � ��� ���������� � ��������������� [�z%\ �� � ����� Z��� ��N���� �� N������ �������$ ��� ����N���� �� N������ ������� ��� ��� ��
������ ��� N������� � ��� � ���N��$ ���������" �� � �� ������� ��� N����������� �������� ����" �$�$" �������� ��� ������� ����� �� ������� ����� �� ��� ��Z�� ����$ < ]�_ � ������� � ���� �N��� ��� ��� �� �� �� ��� ��N���� �� ����N���� ����$ ���������" N��� �� N������ ������� ���� [��N���� �� ����N����\ ��� ������� N� �Z� ��Z�� ����� �� ����� �� �������� ��� ��Z�� ���� �����Z�� N� � ����� �� �������� ��� N������� ]^�_]^^_$ <��������� �� ��� �� N������ ������� ����" �� � �������� �� �N��� ������� ������ �� ������ ��Z�� ������ � ��� �� ���" �� ��������� ������� �� ������ � ��� �� ���$ ���� ������� ��� ��� �� ������� ��� ��Z�� q������ �� �� ��������� Z��� ��� N������ ������� ��q�������
< ����� �� �����N��� �� ��� ��������� �� ���������� ��� �� N������ �������" ��� ����� ����� � ����������� �������� �� �Z� ����N���� �� ��� N������ �������$ ��� �������� � ���N����� N��Z�� �Z� ���������� ����������� ��������" �� N��� � � ������������ �������� [���\ �� ����� � � ������������� �������� [���\$ <� � ����� ���� ���� ��� ������� �� ��� ��Z�� ���� � � ���������� ���� �� ������������ �� ������� �� W�� � |� �` �� ���� ��� ������ �� ��'���� ��Z�� �" �����������" ^� ~� �� |� ~�$ ���$ ^ ��Z ��� ������� �������� �� ��� �Z� �� ��� N������ ������� ���� ��������$ ���$ ^[�\ ��Z � �� ��� N������ ������� N��� � � ���" Z���� � ������� N� � ���� ��Z�� ����� � ����� ���������� ����������� ���$ ��~�� ��� ������ ���� ��� ��� � � N��~����� ��������" ��� ������ ������� �� ���� � Z��� ���� �� �����" Z���� ����� N��Z�� `��� �� ��� ��'���� �������� ����� �� ��� ������������ ��Z�� ���� �������$ ���������" �� � �� ������ �� � ����� N��~��� ��������$ !�������" ��� � ��� �� � ��� ���N�� ������ ��� ���� ������ � ����� �� �N��� �� Z��� ������ ���� � ���� Z��� ��� ��Z�� ���� ��������� ������� ������� �q����$ ���$ ^[N\ ��Z � �� ��� N������ ������� N��� � � ���" Z���� � ������� N� �Z� ��Z�� ����� � ����� ���������� ����������� ���" �� � ����� N��~��� ��������$ ��~�� ��� ������ ���� ��� ��� � � N�������� ��������" ��� ������ ������� ���� � Z��� ���� �� �����" N�� ��Z�� ������� ��� ��� ��'���� �������� ����� �� ��� ������������ ��Z�� ���� �������$ ���������" �� � ������ �� � ����� N��~��� N��~����� �������� �� ��O�� ��� �����~ ������� �� � ����� ����������� �� ������ ��� N������� [���������" ��� ����� ������� � ��� N������� � N���Z ��� |}� �" Z���� � ��� ��'���� �������� ����� �� ��� ������������ �������\$ ��� � ��� ��� ���ZN��~ �� ��� �������� �������� Z��� ��� ���$ <
Vítor Monteiro, J. G. Pinto, Bruno Exposto, João L. Afonso, “Comprehensive Comparison of a Current-Source and a Voltage-Source Converter for Three-Phase EV Fast Battery Chargers,” CPE International Conference on Compatibility and Power Electronics, Lisboa Portugal, pp.173-178, June 2015. DOI: 10.1109/CPE.2015.7231068, ISBN: 978-1-4799-6300-3
����� �� ������� � ������� �� ��� N������ ������� �����" ��� ������ ������� ����� N��Z�� {�� � �� W|� �$ D�� � ��� �� � ��� ���N�� ������ ��� ���� ������ � ����� �� �N��� �� Z��� ������ � ���� Z��� ��� ��Z�� ���� ��������� ������� ������� �q����$ < ����� << � ������� ��� ���� �� ��� ��������� ��Z�� ������ ��� ��� �Z� �� ��� N������ �������$ ���������" � ��� ����� ��� �����N�� � ������ ��� ��� ��� ���� ����Z �N��� ��� ���� ������ �������� ��� N��� ��� �� ���$ < ����� <<< � ������� ��� ������ ������ �������� ��� ��� �Z� �� ��� N������ �������" �$�$" ��� ��� ��� ���� ����Z ������`� ��� ������ �� ������� �������� ��� ��� ��� �� ���" �����������$ < ����� <� � ���N����� � �������� � ���� �� ��� �������� ��������� �� ��� �Z� ���������� ����������� �������� [��� �� ���\ ��� �� ��� N������ �������" ����� ��� |� ~� �� ������ ��� ���������� �������$ ������" ����� � ����� ��� ��� �������$
<<$� �� �*�� �*���;� ��*;%�; �+X�;+))�; Y��<%X
< ��� ����� � ������� ��� ��Z�� ������ ���� ����Z �N��� ��� ���� ������ �������� ��� ��� �� N������ ������� N��� � � ��� �� � � ���$ < ����� �� ������� ��� ��Z�� ������ ���������" �� � ����� ���� ��� ��Z�� ���� ������� � ������� ��� N� ��� ��������� �������$ ��Z����" �� � �������� �� ����� ���� � ��� ������� ��������� � ��� � ��������~�� ���� [�))\ ���������" ����Z�� �� �N��� ������� �������� �� ��� ���� ������$ < ��� ���� �� ��� �����" �� Z� ��� ��� ���������� �)) ���������� � �� ��������� [����))\ ������� � ]^z_$ �������� ���� ��� ��������� ��Z�� ���� ������� [vg\ �� ��� ��������� ���� ������ [ig\ ��� �'�����" �����������" N��
�� � ����������� ���� [^\
�� � ����������� � � ���� [z\
��� ���������� ������ ��Z�� [Pg\ �� N� ������ N��
�� � ������� ������� � ������� ������� � [{\
������������������ �
�������� ���� � ��� ��������� ������ ��Z�� ���� ��� ��Z�� ���� �� ��� N�������" ��� ��Z�� ���� ������� [vg\ �� ��� ���� ������ [ig\ ��� � ����" �$�$" ��[�\ � ^$ ���������" �������� � N������ ���� �� �������" ���� [{\ �� �� N� ������ � �q������� ��������� ��������� [G\ �������� ���
� ���
������� [W\
Z����" Vg �������� �� ��� �� ����� �� ���� ���������
��Z�� ���� ������� [vga" vgb �� vgc\$ D�� ��� ���������
������ � [W\" ��� ��������� �������� ���� ������
�������� ��� ���� ���� �� N� ������ N��
�� ! � � "## ������ ��� [|\
Z����" pll � ��� ������ ���� �� ��� ����)) ��������� �� i�a" b" c$ ��� ��� ���" �������� ��� �������� ���" ��� ������ ��Z�� Pg �������� �� ��� ��Z�� �� ������ ��� N�������$ ���������" �N������� [W\ � [|\ � �N������
�� ! �
�$%& �'(
� ��� "## ������ �� [}\
Z����" ��� ������ � ��� �����~ �������� [IDC\ � ��������� ������� � �< ���������$ ��� ��� ���" �������� ��� ���" ��� ������ ��Z�� Pg �� N� ��������� � �Z� ���� ����������" �����������" �� ��� ��Z�� �� ������ ����� ��� �����~ ������� [VDC\ �� ��� ��Z�� �� ������ ��� N�������$ ���������" �N������� [W\ � [|\ � �N������
��! �
�'( � �$%& �$%&
� ��� �"## �������� [�\
Z����" PDC � �N����� ���� � �< ���������$ ��� ������ �� ������ ��� N������� [IBAT\ � ��������� N� ��� ����� N��~����� ��������$ ���������" ��� ������� ���� ��� �������� ��� ������� [vdc-dc\ �� ������ ��� N������� ������ � �N����� �������� Z����
�)�*)� � �$%& � +'( ,-���$%&! . �$%&��� [�\
<<<$� �� �*�� �*���;� ��*;%�;� �D;;�X�
�+X�;+) Y��<%X
< ��� ����� ��� ������� ��� ������ ������ �������� ��� N��� ��� �� ��� �� ��� N������ �������$ ��� ��� ���" ��� ������ ������ ������� ����Z ������`� ��� ������ �������� ]^{_]^W_" �� ��� ��� ��� ����Z ������`� ��� ������� ��������]^|_]^}_$
A. Current Control Strategy of the Current-Source Converter ���$ z ��Z ��� ��������� �q������� ������� �� ��� ��
��� N������ ������� N��� � ��� ���" Z���� ��� ��������� ��� ��� ������ �� �������$ ��� �q������� ������� � ��� �� �����N� ��� ������� �q�����$ < ����� �� ������ ������ ��� �� ��� )� ������" �� Z� ��� � ������ ������ �� ^� � � �������� Z��� ��� ) ������$ ���� ���$ z �� �� N� ���N����� �����
�� � �/ � �0 � �� � �(1(�� [�\
�� � �0 � ���� [^�\
���$ ^$ ������� ��������� �� ��� �� ��� N������ ������� � ��������� [�\ ���� � � ���� [N\ ���� � � ���$
/ ���
��� �� ���
N������ �������
0�$�1���
C
L
Ldc
g1
g4
g3
g6
g5
g2
/ ���
��� �� ���
N������ �������
0�$�1���
C
L LDC
g1
g4
g3
g6
g5
g2
g7
��~�� ��� ������ ���� ir 2 il" �� �� N� ����� ���� ig � il Z������ �������� �������� ����� �� ��� ������� �����$ ��N������� ��� ������ � ��� ��������� [ic\ ��������� � [�\ N� ��� ���� ���������� �� �� ������� ���������� N� �� ����������" �� �� N� ���N������
�� � 34��
4�� �(1( � [^^\
��N������� [^�\ � [^^\ �� ��������� � ����� �� ��� ������ [iCSC\ ���� ��� ��� ��� ������� � �N������
�(1( � �� . 54��
4�� 5
4�0
4��� [^z\
������" �N������� ��� ������� � ��� ������� [vl\ N� ��� ���� ���������� �� �� ������ ���������� N� �� ��������" �� �� N� ���N������
�(1( � �� . 34��
4�� 36
4���4�� �� [^{\
��~�� ��� ������ ���� �� � ��� � ������� ���������" ��� ���������� �� ��� ��Z�� ���� ������� [vg\ � [^{\ �� N� �N������� N� �� ������� ������������ ��� ��� ���Z��� ����� ������ �������� ���
4��
4��
��78 � 9: . ��78:;-
�� [^W\
Z���� vg]k_ � ��� ������ ����� �� vg]k+1_ � ��� ������ ����� �� ��� ���� ������� �� Ts � ��� ������ ������$ ��� ���� ����� ���������� �� ��� ��Z�� ���� ������ � [^{\ �� N� �N������� N� �� ������� ������������ ������ ��
4���4�� �
��78 � 9: . ���78: � ��78 . 9:
;-� �� [^|\
D�� [^W\ �� [^|\" ��� ������� ������������ �� [^{\ ����� ��
�(1(78: � ��7<: . 3,-���78 � 9: . ��78:� �
[^}\��36,-
�=��78 � 9: . ���78: � ��78 . 9:>��
Z����" fs � ��� ������ ���q����$ ��� ������ �� ��� ������ ��Z � ��~� ��� ����� N��Z�� ��� ���� ������ [ig\ �� �� �������� [ig*\ �q��� �� `��� �� ��� ���� k+1$ ���������" [^}\ �� N� ��Z����� ����
�(1(78: � ��7<: . 3,-���78 � 9: . ��78:� �
[^�\��36,-
�=��!78: . ���78: � ��78 . 9:>��
< ����� �� ������� [^�\ �� � ������ �� ~�Z ��� ����� �� ��� ��Z�� ���� ������� [vg\ � ��� ���� k+1$ ��� ����� �� N� �N����� ���� ��� ����� �� ������� ����� ��� � )������ �'���������� ]^�_" ���� N��
��78 � 9: � ���78: . ���78 . 9: � ��78 . �:�� [^�\
��N������� [^�\ � [^�\ � �N����� ��� ���� ������ ������ ��Z ���� ����Z ������ ��� ������ �������� N� ��� ���$ ���
������ iCSC]k_ � ��� �������� ���� � ��� � ��� ��������� ������� �� ������ ��� ���� �� ��� ��� <%��$ ��� ���� ���� ������ ���� ����Z �����`� ��� ������ ��� �N����� ���� � ���N������� ����� ������� ]^�_" Z���� � �����N�� �� ������� ��� ��� ����� ����$ ��� ���� �� ��� ���N������� ����� ������� � ��� ����� �� ��� �������� N��Z�� ��� ������ iCSC]k_ �� � �����Z���� ��������� [��!\ Z��� z� ~�` ������������ ��������� �������$
B. Current Control Strategy of the Voltage-Source Converter ���$ { ��Z ��� ��������� �q������� ������� �� ��� ��
��� N������ ������� N��� � ��� ���" Z���� ��� ��������� ��� ��� ������ �� �������$ ��� �q������� ������� � ��� ��� �� �����N� ��� ������� �q����� � � ����� Z��$ ���� ���$ { �� �� N� ���N����� �����
�� � �� � �0�� [^�\
�� � �0 � �?1(�� [z�\
��N������� ��� ������ � ��� ��������� [ic\ ��������� � [^�\ N� ��� ���� ���������� �� �� ������� ���������� N� �� ����������" �� �� N� ���N������
�� � 34��
4�� �0� [z^\
��N������� [^�\ �� [z�\ � [z^\ �� ��������� � ����� �� ��� ������� [vCSC\ ���� ��� ��� ��� ������� � �N������
�(1( � �� . 64��4�
� +54���
4�� �� [zz\
D�� � ������� ������ ����" ��� ���������� �� ��� ��Z�� ���� ������ [ig\ � [zz\ �� N� �N������� N� �� ������� ������������ ��� ��� ���Z��� ����� ������ � ������������$ ���������" ��� ������� ������������ �� [zz\ ����� ��
�(1(78: � ��7<: . 6,-���78 � 9: . ��78:� �
[z{\� 36,-
�=��78 � 9: . ���78: � ��78 . 9:> �
Z����" fs � ��� ������ ���q����$ ��� ������ �� ��� ������ ��Z � ��~� ��� ����� N��Z�� ��� ���� ������ [ig\ �� �� �������� [ig*]k_\ �� ���� k �q��� �� `��� �� ���� k+1$ ���������" [z{\ �� N� ��Z����� ����
�(1(78: � ��7<: . 6,-���!78: . ��78:� �
[zW\� 36,-
�=��78 � 9: . ���78: � ��78 . 9:> �
< ����� �� ������� [zW\ �� � ������ �� ~�Z ��� ����� �� ��� ��Z�� ���� ������� [vg\ � ��� ���� k+1$ ��� ����� �� N� �N����� � �'������ ��� ��� ���$ ��N������� [^�\ � [zW\ � �N����� ��� ���� ������ ������ ��Z ���� ����Z ������ ��� ������ �������� N� ��� ���$ ��� ������� vCSC]k_ � ��� �������� ���� � ��� �� ������ ��� ���� �� ��� ��� Z�����$ ��� ���� ���� ������ ���� ����Z �����`� ��� ������� ��� ��� ����� �� ��� �������� N��Z�� ��� ������� vCSC]k_ �� �
���$ {$ ������� �������� �� ��� �� ��� N������ ������� N��� � � ���$ ���$ z$ ������� �������� �� ��� �� ��� N������ ������� N��� � � ���$
�����Z���� ��������� [��!\ Z��� z� ~�` ������������ ��������� �������$
<�$� �+!�*;<+X +� �� �*�� �*���;� ��*;%�;�
< ��� ����� ��� ������� ��� �������� ����� �������� Z��� ��<! �$� ���Z��� Z��� � �������� �� �$^ �$ < ��� �������� ����� � ������� ��� ����Z��� ��������" ��� ������� ���������" �� ��� N������ �����$ ���� �������� Z��� ��������� ����� ��� �� ��� N������ ������� ����� ���� ��� ������� �� ������������ ��Z�� ���� ������� �� W�� �" �� Z��� � ��'���� ������� ��Z�� �� |� ~�$ < ���� �������� � �������� ��� �� X�� )��� � �'����� �� � �� ��� N������ ������� ����� ]^^_$ ��N�� < ��Z ��� ����������� �� ~�� ������� �� ��� �� ��� N������ ������� [��� �� ���\$
A. Principle of Operation ��� ��� � ��� �� �������� ��� ��Z�� ���� �� ���
N�������" �$�$" �� � �� ��q����� ��� �� �� � ����� N��~����� ��������" ��� ��� ������ ������� � ��Z�� ��Z�� ��� ��� ��'���� �������� ��Z�� ���� �������$ ��� ��� � ��� �� ������ ��� ���� ������ Z��� � �� Z��� ���� �� � ���� Z��� ��� ��Z�� ���� �������" Z���� ��� ��������� �� ��� ���� ������ � ������ �� ��� ������� ������ � ��� �� ���$ ���$ W ��Z ��� �������� ����� �� ��� ��� �� ��� N������ �������$ ���$ W[�\ ��Z ��� ���� ������ [iga" igb �� igc\$ ���$ W[N\ ��Z ��� �����~ ������ [IBAT\ ����� � ���� ������� �� ^�� �$ ���$ W[�\ ��Z ��� �����~ ������ [IBAT\ � ������ �� ��� ��� ������ [iga\$ ���� �������� ����� Z��� �N����� Z��� � ��Z�� �� |� ~� �� � ������� ����� ��Z�� ������ �� �$��$ ���$ | ��Z ��� �������� ����� ��� ��� ���� a ����� ��� �� ��� N������ ������� ����� Z��� � ���$ ��� ������ ��Z ��� ��Z�� ���� ������� [vga\" ��� ���� ������ [iga\" �� ��� ������ �������� N� ��� ��� [iCSCa\$
��� ��� � ��� �� �������� ��� ��Z�� ����" ��Z����" �� ������ ������� � ��Z�� ������� ��� ��� ��'���� �������� ��Z�� ���� ������������ �������$ ���������" �� � ������ �� � ����� N��~����� ��������$ ��� ����� ��� � ��� �� ������ ��� ���� ������ Z��� � �� Z��� ���� �� � ���� Z��� ��� ��Z�� ���� �������$ ��� �������� � ��� ��� �� �������� ��� �����~ ������� Z���� � ������� ��� ����� N��~����� ��������" Z���� � �����N�� ��� ��O���� ��� ������� ����� �� ������ ��� N�������$ ���$ } ��Z ��� �������� ����� �� ��� ��� �� ��� N������ �������$ ���$ }[�\
��Z ��� ���� ������ [iga" igb �� igc\$ ���$ }[N\ ��Z ��� �� ��~ ������ [IBAT\ ����� � ���� ������� �� ^�� �$ ���$ }[�\ ��Z ��� ������ [IBAT\ � ������ �� ��� ��� ������ [iga\$ ���$ � ��Z ��� �������� ����� ��� ��� ���� a ����� ��� �� ��� N������ ������� ����� Z��� � ���$ ��� ������ ��Z ��� ��Z�� ���� ������� [vga\" ��� ���� ������ [iga\" �� ��� ������� �������� N� ��� ��� [vVSCab\$ <� � �������� �� ����� ���� ��� ������� �������� N� ��� ��� � ������� N��Z�� ��� ���� a �� b" �$�$" ��� ������� vVSCab$ * ��Z � ���$ W[�\ �� ���$ }[�\" ��� �� ��� ��Z�� ������ [��$ ����� <<< *\ �� ��� ���� ������ ������ ������� [��$ ����� <<< �\" ��� ���� ������ [iga\ � ������� Z��� ��Z ������� ��������$ ��Z����" ��~�� ��� ������ ���� ��� ������� ��Z�� ����� ����� ��� N������ ������� �����" ��� ���� ������ ����� ������� �������� [��Y��\ ��� �����$ ���$ � ��Z ��� ���� ������ ��Y�� � ������ �� ��� ������� ��Z�� [Z��� � �������� N��Z�� ^� ~� �� |� ~�" Z���� �������� �� �������� ���� �� �������� ����� � �� ��� N������ ������� �����\$ ���$ � ��Z ��� �����~ ������ [IBAT\ ����� � �������� �� ��� N������ ������� �����$ ��� ������� ����� ���� Z��� � ������ ����� �� ^z� * ����� ����� W
�*�)� <
����<�<�*�<+X +� ��� �� �*���;� ��*;%�;�
0�� �� ���� 2�� �Grid Voltage (line-to-line) 400 ± 10% � Output dc Voltage Range � �� |�� � Maximum Output Current ^z� * Maximum Output Power |� ~�
������������� ��������
<������ L �$| ��
��������� C z�� ��
<������ LDC z� ��
Y����� ;����� R ^� �
�������������� ��������
<������ L { ��
��������� C z ��
<������ LDC | ��
Y����~ ��������� C | ��
���$ W$ ��������� ������� ��� ��� N������ �������� [�\ %��� ������ [iga" igb�� igc\� [N\ Y����~ ������ [IBAT\ ������ ����� � ���� ������� �� ^�� �� [�\
Y����~ ������ [IBAT\ � ������ �� ��� ��� ������ [iga\$
���$ |$ ��������� ����� ��� ��� ���� a ����� ��� �� ��� N������ �������
����� Z��� ��� ��� N������ �������� ��Z�� ���� ������� [vga\� %��� ������
[iga\� ������ �������� N� ��� ��� [iCSCa\$
�|
^�|
^^|
^z|
�${�� �${z� �${W� �${}� �${�� �$W��
��
���
� [*
\
���� [\
^z{$W
^z{$}
^z{$�
^zW$�
^^�
^^�
^z�
^z^
^zz
�^|� ��| � �| ^|�
��
���
� [*
\
������ [*\
�^|�
��|
�
�|
^|�
�$|W �$|| �$|} �$|� �$|� �$|�
��
���
� [*
\
���� [\
[�\
[N\
[�\
IDC
iga igb igc
z� ~�`
�z��
�^��
�
^��
z��
�W��
�z��
�
z��
W��
�$^W �$^| �$^} �$^� �$^� �$^�
����
��
[*\
����
���
[�\
���� [\
vga iga iCSCa
�����$ ��� N������ ������� ����� � ���������� Z�� ��� N������ �������������� ������ ���$ ��� ������� ����� Z�� ��� ������� ������ ������� �� {� *$ ��� ���� ��q����� �� ������� ��� N������ ������� Z� {� �����$
B. Estimated Efficiency Comparison < ��� ���� � ���N����� � �������� �� ��� ��� �� ���
��� �� ��� N������ ������� � ���� �� �������� �������� ���������$ ��� �������� Z� ��������� ��� ��� ������� ������ �� ��� ���Z��� ��<!$ ��� ������� ������ ������ ��� ������ N������� �� ���� ����������� ��Z��� �������� Z������ �� �������� ���$ ��� ��� ���" N���� ��� ������� �������� � ��N�� <" � ��� �������� ����� Z��� �������� ����� ������ �� <%�� [���� �� Z��� �Z� <%��\ ���� ��� ����������� Semikron [����� SKM200GB125D\ Z��� ����� ����� �� ^}� * [Tcase��� ��\ �� ^z�� �" �� �' ������� ����� ��� ���� ��� ����������� Semikron [����� SKKE162/12\ Z��� ����� ����� �� ^}� * [Tcase��| ��\ �� ^z�� �$ ��� ��� ���" N���� ��� ������� ��Z � ��N�� <" � ��� �������� ����� Z��� �������� ���� ������ �� <%�� [���� �� Z��� �Z� <%��\
���� ��� ����������� Semikron [����� SKM200GB125D\ Z��� ����� ����� �� ^}� * [Tcase��� ��\ �� ^z�� �$ <� � �������� �� ����� ���� ��� N����� <%�� �� ��� ������ ������ � �� ���" �$�$" �� � ��� ��� ��� ������ ����� ��� ��� ������ �������� � N��~����� ��������$ ���$ ^� ��Z ��� �������� ��������� �� ��� �Z� �� ��� N������ ������� ��� ����� �������� �������� �������" �����" ^� ~�" {� ~�" �� |� ~�$ * �� �� N� ��" ��� ��'���� �������� ��������� [�|$��\ ����� �� ��� ��Z�� �� ^� ~� ��� ��� ��� �� ��� N������ �������$ <� � ��� �������� �� ����� ���� ��� ��� ����� �������� �������� ������� ��� ��� � ��Z�� ���� �������� ��� ��� ���$ ��� ��� ��� �� ���" ���$ ^^ �� ���$ ^z ��Z" �����������" � �������� [� ���������\ �� ��� ��� �����N���� ��� ��� ��Z�� �������� ������� �� ^� ~�" {� ~�" �� |� ~�$ ��� ��� �������� Z��� �������� ��� ��� � ��� ����������� [�������� �������� �� Z������ ���\" �� � ��� ���� �� ������ ����� ������$
�$� �+X�)D�<+X
��� ����� ����� � ����������� �������� N��Z�� � ������������ �������� [���\ �� � ������������� �������� [���\ ��� ���������� � �������� ������� [��\ ��� N������ �������$ ��� ��� �� ��� ��� ��� �����N�� � ������ ���� ��� �����$ ��� N��� �������� � ������� ��� �������� �� �������� �� ��� ��� �q����� �� ��� ��Z�� ������ ������ �� ��� ������ ������ ��������$ ������" � ������� � ��������� �������� � ���� �� ��� ����� ������� �������� �� ��� ���� ������ �� ��� �������� ��������� ��� ��� �������� ������� �� ^� ~�" {� ~�" �� |� ~�$ ��� �������� Z� ��������� ��� ��� ������� ������ �� ��� ���Z��� ��<!$ ��� �N����� ����� ��Z ���� ��� ����� ������� �������� [��Y��\ �� ��� ���� ������ � ��Z�� ��� � ��� ��� ��Z�� �N��� ^| ~�$ D�� � ��� ��� ��'���� �������� ��������� � �|$�� ��� � ��Z�� �� ^� ~� �� ��� � ��� � �^$�� ��� � ��Z�� �� {� ~�$ ��� ����� ��Z ���� ��� ��� ����� ������ �������� ��������� ��� ��� �������� �������� �������$ ��� �N����� ����� ��� ��Z ���� ��� �������� ��� ��� ������ � ��� ����������� �� ��Z�� � ��� ���� ������$
���$ }$ ��������� ����� �� ��� ��� N������ �������� [�\ %��� ������ [iga" igb�� igc\� [N\ Y����~ ������ [IBAT\ ������ ����� � ���� ������� �� ^�� �� [�\
Y����~ ������ [IBAT\ � ������ �� ��� ��� ������ [iga\$
���$ �$ ��������� ����� ��� ��� ���� a ����� ��� �� ��� N������ �������
����� Z��� ��� ��� N������ �������� ��Z�� ���� ������� [vga\� %��� ������
[iga\� ������� �������� N� ��� ��� [vCSCab\$
�|
^�|
^^|
^z|
�${�� �${z� �${W� �${}� �${�� �$W��
����
��
[*\
���� [\
^^�$�
^^�$�
^z�$�
^z^$�
^^�
^^�
^z�
^z^
^zz
�^|� ��| � �| ^|�
����
��
[*\
������ [*\
�^|�
��|
�
�|
^|�
�$|W �$|| �$|} �$|� �$|� �$|�
����
��
[*\
���� [\
[�\
[N\
[�\
IDC
iga igb igc
z� ~�`
�z��
�^��
�
^��
z��
�W��
�z��
�
z��
W��
�$^W �$^| �$^} �$^� �$^� �$^�
��
���
� [*
\
��
����
� [�
\
���� [\
vga iga vVSCab4
���$ �$ �������� �� ��� ������ ��Y�� � ������ �� ��� ������� ��Z��
��� ��� �� ��� N������ ������� N��� � � ��� �� � ���$
���$ �$ ������� ������� ������ [IBAT\ ����� � �������� �� ��� N������
������� �����$
�$�
�$|
^$�
^$|
z$�
^� z� {� W� |�
����
��
��
Y�
��Z�� [~�\
������
�
|�
^��
^|�
� | ^� ^| z� z| {�
��
���
� [*
\
���� [��\
IBAT
*��X+�)�Y%!�X�
��� Z��~ �� N�� �������� N� ��� > �����(� ���� � ������ � ��������� � ��� ���� �� ��� ���O���� ����D<Y�������{^��z�^{$ !�$ ����� !������ Z� �������� N� ��� �������� ��������� ��;���Y���^||�z�^^ ������ N� ��� ��� �����$
;���;�X���
]^_ �����~ ;�O���~���" ������ ����� �� ������ ���� � ��������
������� �������� ����������"� <��� #$ �����$ ���$ ����� ��Z��
�������$" ���$^" �$^" ��${�^�" !��$ z�^{$
]z_ ���� �$ !��" ���� Y������" *��� �$ !����" !������� *$ �$
!����" ���Z�� ������� �� ����� %��� Z��� ������ �������� �������
�������� ������� ������� �������"� <��� <������� ����� %���
���������� �������� ������" ��$^��" +��$ z�^�$
]{_ ���`�� ;�O��� ������" ������� ��������� ��� ��N��� ��������
�������� ��������" �����������" ��������" �� ������ ����"�
<��� ���$ ���$ ������$" ���$|}" �$|" ��$z{�{�zW�W" ����$ z���$
]W_ Y����~ �$ %�����" ����N��` !����" !����� ������" ���� �N����"
������� %$ Y�����" �* *��������� +N���� {${�~� �������
������� ��� ���� *���������"� <��� ���$ ���$ ������$" ���$}^"
�$�" ��${W}}�{W�W" +��$ z�^z$
]|_ #$ %$ ����" ����� !������" ����q�� %������" #�(� )$ *���"
�+N���� ;���������N�� ������� ������� ��� �������������������
�����������*�'������ !���"� <��� ���$ ���$ ������$" ���$}{" �${"
��$^^�W�^^^}" !��$ z�^W$
]}_ #������ )��" �����#� ����" �}$}�~� +N���� ������� Y���
D�� Y�! ��� ������������ �������!�������� �����q�� ��
�Z������� Y��Y� ��������"� <��� ���$ <�$ �������$" ���$}^"
�${" ��$^zW{�^z|z" !��$ z�^W$
]�_ �����#��� ����" ���%� ����" ������� ���" ���� ������ ��������
���� � ��� ����������`���� �� ��������� �� )����+W ��������"�
<��� ���$ ��Z�� �������$" ���$z�" �$W" ��$^|||�^|}z" *��$ z�^{$
]�_ #������ )��" #������ !��" �������~ )��" �����;��� ���"
�������� ��" ���� ������� �����q�� ��� �� ������� �������
��� ���������� *��Y� ���� ��������"� <��� <��+X <�������
��������� ������� *��� ��������" ��$W|���W|�z" X��$ z�^^$
]�_ ������ �������" *��� �`�`����~" ���� ������� �$ ���Z
�������� ��� �� �� ��� ��� X�Z *�� �� �������� �������"�
���zW <��������� �������" ��N��� �� ���� ���� �������� �������
��������" ��$^��" !�� z���$
]^�_ �$ ������" �$ �������" #$ �$ �����" ����������� ���� ��Z�� ������
!�� <������� ������ ��� �������� ������� ������� �������
�����"� <��� *��� *������ ��Z�� ��������� �������� ��
�'������" ��$z}�{�z}^�" ��N$ z�^z$
]^^_ ��`��� ���" ���O� !$ )�~��" �D����� *����� ������ �� �����
������� ����� ��� � !��������� ������� ������� ������"� <���
���$ ��Z�� �������$" ���$z�" �$^z" ��$|��{�|��{" Y��$ z�^{$
]^z_ )�� %�������� ���N�� ;����" Y���� ;������� ����" !�������
*����" �*���� �� ����Z��� <����������� �� � ;�N��
�������`�� �)) ������� ���� � ��� �q ������"� <��� ���$ <�$
�������$" ���$|{" �$}" ��$^�^��^�z}" Y��$ z��}$
]^{_ <$ )�`���" #$ ;�������`" �$ ��" �$ ������" !$ ;�����" !$ ����`"
����������� ������ ��� ������ ������ ;�������� +������� �� )�Z
�Z������ ���q����"� <��� <�!�� <��������� ��Z�� ���������
�� !���� ������" ��$ ^}{��^}{{" !�� z���$
]^W_ �$ ������" !$ ;�����" �$ �����" #$ ;�������`" �$ ��" �$ �������" �$
�����" #$ !��`" #$ ����`�" �$ !���" ����������� ������ �� � ������
������ ;�������� Z��� <����� �������� <��� ������"� <���
<��+X <������� ��������� �������" ���� *�����" ��$ |�Wz�|�W�"
X��$ z�^{$
]^|_ �������� �����" %�N���� +���`" #�� <$ ��`" #�� ;�������`" ������
��`q��`" )������� %$ ���q����" �!���� ���������� ������ �� �
<������ ���� +����� )� ������ ��� D�� *���������"� <��� ���$
<�$ �������$" ���$|}" �$}" ��$^��|�^��{" #�� z���$
]^}_ �������� �����" #�� ;�������`" ����������� <������ Z��� +����� )�
������ D�� ���������� ������ ��� D�� *���������"� <��� �������
�������� � ��Z�� ��������� �� *���������" ��$^��" ����$ z���$
]^�_ #�� ;�������`" #���� ����" ���� *$ �����" ��N�� ������" ��N��
)�`��" �������� �����" D����� *���" ����������� ������ ������
�� � ������� ������ <������"� <��� ���$ <�$ �������$" ���$|W" �$^"
��$W�|�|�{" ��N$ z���$
]^�_ ���� �'����" ������ �������" ����� �����" #�(� )$ *���"
���������� �� � ������������� ���� *����� ��Z�� ������ Z���
�������� ���� ��! �� �������� ������� !�������� �����q��"�
��� ������� �������� � ��Z�� ��������� �� *���������"
��������� � D���� ������" ��$^��" *��$ z�^^$
���$ ^�$ �������� ��������� �� ��� �Z� �� ��� N������ ������� ��� �����
�������� �������� ������� [^� ~�" {� ~�" �� |� ~�\$
���$ ^^$ �������� ��� �����N���� �� ��� �� ��� N������ ������� N��� �
��� ��� ������� �������� �������� [�\ ^� ~�� [N\ {� ~�� [�\ |� ~�$
���$ ^z$ �������� ��� �����N���� �� ��� �� ��� N������ ������� N��� �
��� ��� ������� �������� ������� ��� [�\ ^� ~�� [N\ {� ~�� [�\ |� ~�$
10 kW;�91.3% 30 kW;�91.9% 50 kW;�91.1%
10 kW;�95.7%30 kW;�94.0%
50 kW;�92.7%
��
��
�z
�W
�}
��
| ^| z| {| W| ||
���
����
��
[�
\
��Z�� [~�\
��� ���
������������ [�}�\
<���
������ [|�\
+�����
������ [^��\
�� *+��,
������������ [|��\
<���
������ [^^�\
+�����
������ [{z�\
��� 3+��,������������ [W��\
<���
������ [^}�\
+�����
������ [{��\
��� .+��,
������������ [���\
<���
������ [z�\
+�����
������ [��\
�� *+��,
������������ [���\
<���
������ [��\
+�����
������ [z{�\
��� 3+��,������������ [}��\
<���
������ [^^�\
+�����
������ [z��\
��� .+��,