臺灣博碩士論文加值系統

傳統轉換器的開關幾乎都是硬式切換，但切換開關在導通或截止時，會產生電壓和電流突波，造成開關的切換損失，使轉換器的效率下降及開關元件應力上升，且開關容易損壞。
本文中柔切式雙向降升壓型轉換器具有構造簡單、重量輕、體積小、成本低等優點。並可以運用在其他轉換器上，如降壓式轉換器、升壓式轉換器等。在本文中說明電路操作特性原理與電路模式加以分析，另外在設計電路方面先使用輔助軟體IsSpice模擬分析完成轉換器的模擬波形，再由模擬波形的參考數據來完成實體電路與實測結果。
在柔切式雙向降升壓型轉換器完成後，並測量相關波形再與模擬波形比較之正確性，證實電路效率能夠高達94%。

The switches of conventional converters are almost hard-switching types, which cause a sudden wave-rise on voltage and current whenever the switch is under the condition of on or off. Also, the switch may be damaged easily when often used, which leads to switch loss, low efficiency, and the rise of switch component stress.
In this research, the soft-switching bidirectional buck-boost converter suggests advantages of simple construction, low weight, small volume, and low cost. Additionally, it can be adopted to other converter devices such as buck converters and boost convers. The researchers gave clear explanations toward the circuit on its theory of operational characteristics, and an analysis has been made over the circuit modes. In addition, before designing the circuits, auxiliary soft-ware IsSpice was employed to analyze the simulation waveforms of the converter mentioned above. The referential readings from the simulation waveforms were then applied to complete the actual circuits and test results.
After the completion of the soft-switching bidirectional buck-boost converter, its related waveforms were measured and compared with the simulated ones for their accuracy. The result reveals that the efficiency of the circuits can be as high as 94%.

目 錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究綱要 6
第二章 轉換器介紹 8
2.1 簡介 8
2.2 線性式轉換器與切換式轉換器之比較 8
2.3 直流/直流轉換器 13
2.3.1 SPEIC與Zeta轉換器 13
2.3.2升壓式與降壓式轉換器 14
2.3.3降升壓式轉換器 15
2.4 降升壓式轉換器之動作原理 16
2.4.1開關導通模式 16
2.4.2開關截止模式 18
第三章 柔性切換技術發展 21
3.1 硬式切換技術 24
3.2 柔性切換(Soft Switching)技術 25
3.3 共振式轉換 27
3.3.1 傳統共振式轉換器 30
3.3.2半共振式轉換器(QRC) 32
3.3.3零電流/零電壓脈波寬度調變轉換器(ZCS/ZVS-PWM) 32
3.3.4零電流/零電壓轉移轉換器(ZCT/ZVT) 32
第四章 柔切式雙向降升壓型轉換器 37
4.1 柔切開關原則 38
4.2 共振電感設計 39
4.3 共振電容設計 40
4.4 緩衝電容設計 40
4.5柔切式雙向降升壓型轉換器原理 41
第五章 模擬與實測結果 48
5.1 模擬與實測 48
5.1.1降壓模式(左側輸入端右側輸出端) 49
5.1.2升壓模式(右側輸入端左側輸出端) 60
第六章 結論與未來研究方向 70
6.1 結論 70
6.2 未來研究方向 70
參考文獻 72

參考文獻
[1]J. Abu-Qahouq, and I. Batarseh,　“Generalized　Analysis　of　Soft-Switching　DC-DC　Converters,” IEEE PESC, pp. 185-192, 2000.
[2]F. N .K .Poon and M .H .Pong, “A Constant Power Battery Charger Circuit with Inherent Soft Switching and PFC,” IEEE APEC 2000, Vol. 1, pp. 480-484, 2000.
[3]K. Wang, F. C. Lee ,and W. Dong, “A New Soft-Switched Quasi-Singlestage (QSS) bi-directional inverter/charger,” IEEE IAS 1999,Vol. 3, pp.2031-2038, 1999.
[4]M. C. Caponet, F. Profumo and A. Tenconi, “Evaluation of Power Losses in Power Electronic Converters for Industrial Applications: comparison Among Hard Switching, ZVS and ZVS-ZCS Converters, ” Proceedings of the Power Conversion Conference Osaki, April 2002, pp. 1073-1077.
[5]G. Hua, C. S. Leu and F. C. Lee, “Novel Zero-Voltage-Transition PWM Converters,” VPEC Seminar, pp. 81-88, 1992.
[6]R. P. Severn, “Topologies for Three-Element Resonant Converter,” IEEE Transactions on Power Electronics,Vol. 7, pp. 89-98, January 1992.
[7]吳財福, 何佩怡, 賴彥任, 陳裕愷, 邱金龍，“應用 K 因子設計法則於LCC型並聯諧振轉換器之分析與設計”，第十九屆電力工程研討會，pp. 93-98，1998。
[8]江炫璋編譯，“電力電子學”，全華書局，台北，1998年。
[9]張永東，“共振式蓄電池充電器之研製”，崑山科技大學電機工程系碩士論文，2004年。
[10]EPARC，“電力電子學綜論”全華科技圖書股份有限公司，民國96年。
[11]邱憲汶，零電流轉移脈波寬度調變蓄電池充電器，崑山科技大學電機工程系碩士論文，2008。
[12]R. W. Erickson and D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Academic Publishers, Second Edition, 2001.
[13]賴建志，具有同步整流技術之零電流零電壓柔切轉移順向式 DC/DC 電力轉換器之研製，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國93年。
[14]劉明峰，全橋相移式柔性切換負載並聯共振電流型感應加熱器之設計與研製，中原大學電機工程系碩士學位論文，2004年。
[15]王順忠編著，電力電子學，東華書局有限公司，2001。
[16]黃少崴，新型零電流切換脈波寬度調變降壓式蓄電池充電器，崑山科技大學電機工程系論文，2006。
[17]Mondro M.J., “Approximation of mean time between failure when a system has periodic maintenance,” IEEE Trans. on Reliability Society, Vol.51, No. 2, pp. 166-167, June 2002.
[18]Kaur M., “Electromagnetic Interference,” IEEE International Conference on Electronics Computer Technology (ICECT), Vol. 4, pp. 1-5, April 2011.
[19]Yu-Kang Lo, “Phase-Shifted Full-Bridge Series-Resonant DC-DC Converters for Wide Load Variations,” IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 58, No. 6, pp. 2575-2575, June 2011.
[20]陳宏昆，高效率串聯負載共振式太陽能蓄電池充電器之研製，碩士論文，崑山科技大學電機工程系，2007年七月。
[21]葉怡君，“新型零電流零電壓轉移柔切式高功因AC/DC整流器”，國立成功大學工程科學系碩士論文，2003。
[22]蘇丁財，“零電壓轉移昇壓型功因修正器之研製”，國立雲林科技大學電機工程系碩士論文，2003年
[23]唐碩甫，“零電壓柔性切換半橋式DC/DC電力轉換器之分析研製及控制器設計”，國立成功大學工程科學系碩士論文，2004。
[24]劉育伶，“非浮接開關之零電流零電壓轉移柔切式升壓型電力轉換器之分析研製及控制器設計”，國立成功大學工程科學系碩士論文，2002。
[25]謝冠群，“電力電子轉換系統的演進”，電機月刊第六卷第七期。
[26]K. H. Liu and F. C. Lee, “Zero-Voltage-Switching Technique in DC/DC Converter,” IEEE Trans. On Power Electronics, Vol. 5, Issue 3, pp.293-304,1990.
[27]張景華，“升壓型零電壓轉移柔切式電力轉換器之模式分析及控制器設計”， 成功大學工程科學系碩士論文，1999年。
[28]Barbi, I., C. O. Bolacell, D. C. Martin and F. B. Libano, “Buck Quasi-Resonat Converter Operating at at Constant Frequency: Analysis Design and Experiment, “ IEEE Trans. Electronics, pp.276-283,1990.