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Erschienen in: Electrical Engineering 3/2019

01.08.2019 | Original Paper

Optimized capacitive active ripple compensation topology for a 3.7 kW single-phase high power density on-board charger of electric vehicles

verfasst von: Issa Hammoud, Nikolas Bauer, Ingmar Kallfass, Ralph Kennel

Erschienen in: Electrical Engineering | Ausgabe 3/2019

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Abstract

In this paper, a comprehensive investigation of the capacitive active ripple compensation (ARC) techniques is made to conclude which one is optimal to be used in on-board chargers of electric vehicles. Crucial aspects in such an application are: lifetime, volumetric and specific power density (including components’ size and the needed cooling solution), and overall efficiency of the charger. As presented in this paper, all capacitive ARC topologies (buck, boost, and buck–boost) have successfully diverted the low-frequency ripple from the dc side with a maximized power density. The ARC circuit consists of two additional switches, a smoothing auxiliary inductor, and a storage auxiliary capacitor. Finally, the buck capacitive ARC topology proves to be the optimal ARC technique for on-board chargers because of its maximal power density, minimal loss behavior and voltage stress, and long lifetime capability as it requires a downsized capacitance to the extent, where film capacitors or ceramic capacitors can replace the normally used bulky electrolytic capacitors. The performance of the three capacitive ARC techniques is proved by simulation results.

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Literatur
12.
Zurück zum Zitat Yao W, Loh PC, Tang Y, Wang X, Zhang X, Blaabjerg F (2016) Robust power decoupling control scheme for DC side split decoupling capacitor circuit with mismatched capacitance in single phase system. In: IEEE 7th international symposium on power electronics for distributed generation systems (PEDG), Vancouver, pp 1–8. https://doi.org/10.1109/PEDG.2016.7527015 Yao W, Loh PC, Tang Y, Wang X, Zhang X, Blaabjerg F (2016) Robust power decoupling control scheme for DC side split decoupling capacitor circuit with mismatched capacitance in single phase system. In: IEEE 7th international symposium on power electronics for distributed generation systems (PEDG), Vancouver, pp 1–8. https://​doi.​org/​10.​1109/​PEDG.​2016.​7527015
Metadaten
Titel
Optimized capacitive active ripple compensation topology for a 3.7 kW single-phase high power density on-board charger of electric vehicles
verfasst von
Issa Hammoud
Nikolas Bauer
Ingmar Kallfass
Ralph Kennel
Publikationsdatum
01.08.2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Electrical Engineering / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 0948-7921
Elektronische ISSN: 1432-0487
DOI
https://doi.org/10.1007/s00202-019-00818-5

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