Development of a high performance batteries charger with low THD, high power factor, and high efficiency

• Johan Sebastián Sánchez-Choachi ^[1] ; Miguel Ángel Dávila ^[1] ; Cesar Leonardo Trujillo ^[1]
  1. [1] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 85, Nº. 205, 2018, págs. 76-82
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo de un cargador de baterías de alto desempeño con bajo THD, alto factor de potencia y alta eficiencia
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• Resumen
  • español

    Este articulo presenta el diseño, simulación e implementación de un cargador off-board de baterías de mediana y baja capacidad que incorpora un corrector de factor de potencia, alcanza una baja distorsión armónica (THD) en corriente y permite la implementación de tres diferentes estrategias de carga. Este cargador está compuesto de una etapa de aislamiento galvánico, seguida por un puente rectificador el cual es conectado a un convertidor Boost quien regula el factor de potencia y el THD. Por otro lado, un convertidor Buck es conectado a la salida del convertidor Boost, actuando como una fuente de corriente o tensión, dependiendo de la estrategia de carga que se implemente. Posteriormente, se presentan los resultados haciendo énfasisen el valor de 0.978 para el factor de potencia y el de 5.7% para el THD, el cual es comparado con el estándar IEC 61000-3-2. Finalmente, se evalúa la eficiencia del prototipo encontrando un valor máximo de 91.1% y luego se presentan las conclusiones.

  • English

    This paper presents the design, simulation, and implementation of an off-board charger of medium and low capacity batteries that incorporates a power factor corrector, reaches a low THD currentwith the advantage of providing higher robustness against network frequency variations, and allows the implementation of three different charging strategies. On the one hand, this charger consists of a galvanic isolation stage, followed by a bridge rectifier connected to a Boost converter, which regulates the power factor and THD. On the other hand, a Buck converter cascaded with the Boost serves as a current or voltage source, depending on the operating charging strategy. Subsequently, results obtained inthe testing phase are presented, placing great emphasis on obtaining a power factor of 0.978 and a THD of 5.7%, which are compared to standard IEC 61000-3-2. Finally, the efficiency of the prototype, which reaches a maximum of 91.1%, is evaluated; conclusions are therefore presented.