臺灣博碩士論文加值系統

隨著智慧電網(Smart Grid)的發展，未來將有更多的分散式電源系統(Distributed Generation System, DGS)與再生能源發電系統(Renewable Energy Generation System, REGS)併聯至電網，這些分散式電源與再生能源發電系統大多是直流供電系統，故須透過電力變流器(Inverter)將直流電轉成交流電再與電網進行併聯。此外部分之再生能源發電系統需搭配儲能系統(Energy Storage System, ESS)以穩定其供電，而此儲能系統除由再生能源發電系統加以充電外，必要時可由電網充電，故開發一雙向交直流轉換器實有其必要。本論文開發一結合功因校正與鎖相迴路之單相雙向交直流轉換器，利用Microchip數位信號處理器dsPIC33FJ16GS504來設計全數位控制器，並實現一額定功率1kW之雙向交直流轉換器。實驗結果證實所開發之交直流轉換器不僅具有交流與直流雙向1kW的額定功率，且可有效地達到功因校正與鎖相迴路功能。

With the development of smart grids, more and more Distributed Generation Systems (DGSs) and Renewable Energy Generation Systems (REGSs) will be interconnected to power grids in the foreseeing future. Most of DGSs and REGSs are DC power sources; therefore, power inverters are used to convert DC power of DGSs and REGSs to AC powers and to interconnect to power grids. In addition, most of REGSs are unstable power sources; they require Energy Storage Systems (ESSs) to stabilize output power. The ESSs can be charged by the REGSs and by power grids if necessary, so the design and development of a bi-directional AC/DC converter is necessary. This thesis develops and implements a single-phase bi-directional AC/DC converter with power factor correction and phase-locked loop. A fully digital controller for the implemented 1kW bi-directional AC/DC converter is designed by Microchip dsPIC33FJj16GS504. Experimental results show that the proposed single-phase bi-directional AC/DC converter can not only has rated power of 1kW but also achieve power factor correction and phase-locked loop.

論文審定書 i
致謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
表次 viii
圖次 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 論文架構簡介 2
第二章 全橋電路與正弦脈波寬度調變技術簡介 4
2.1 全橋電路介紹 4
2.2 SPWM控制原理 5
2.3 全橋電路結合SPWM之動作原理分析 13
2.4 交流電力流向控制 21
2.5 數位控制器 24
2.6 SPWM於數位控制器之實現 27
第三章 具PFC之交直流轉換器架構與分析 31
3.1功率因數簡介 31
3.2功率因數修正電路簡介 34
3.3 交直流轉換器架構 41
第四章 具鎖相迴路之直交流轉換器架構與分析 45
4.1鎖相迴路介紹 45
4.2直交流轉換器系統架構 46
4.3鎖相迴路韌體架構 47
4.3.1零交越偵測法 47
4.3.2單相鎖相迴路數位化 50
4.4單相鎖相迴路模擬 54
第五章 實驗結果分析與討論 56
5.1 元件設計 56
5.2 交直流轉換器之實驗結果 56
5.3直交流轉換器之實驗結果 65
第六章 總結與未來展望 69
6.1 結論 69
6.2 未來展望 70
參考文獻 71
附錄一 A/D模組設定 73
附錄二 Timer設定 74
附錄三 PWM模組設定 76
附錄四 轉同步框運算 77

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