臺灣博碩士論文加值系統

由於電動車需求增加，充電設備的建置也越來越廣泛，充電設備之輸入端分別有直流與交流兩種，然而在交流輸入端需在電動車上配置車載充電器，使交流源轉換為直流源再對電池充電。
本論文發展一非對稱多階直流-直流電能轉換器，其係由一整流器、一升壓式直流-直流電能轉換器及一非對稱多階直流-直流電能轉換器所組成，該充電器之控制使用數位信號處理器來達成。輸入電源經整流器後升壓式直流-直流電能轉換器執行功率因數修正與對輸出電容器穩壓之功能，能有效提高整體效率及改善諧波汙染；而非對稱多階直流-直流電能轉換器，與傳統電能轉換器相比減少輸出電壓漣波量，故可達降低濾波器之容量，並且具備電氣隔離之功能。本論文利用電腦模擬並建構一3.2kW硬體雛型，以驗證本論文所發展之非對稱多階直流-直流電能轉換器，模擬與實測結果證明本論文所發展之非對稱多階直流-直流電能轉換器可達到預期之功能。

This thesis investigates an asymmetric multi-level dc-dc power converter based on board charger. This charger consists of a rectifier , a boost dc-dc converter and an asymmetric multi-level dc-dc power converter. A digital signal processors(DSP) is used to control the on board charger. The boost dc-dc converter has the performance of power factor correction and stabilizing the output capacitor voltage. The proposed asymmetric multi-level dc-dc converter is superior to the conventional multi-level dc-dc power converter due to improvement of energy efficiency. Computer simulation and hardware of 3.2kW prototype are developed to verify performance of the proposed on board charger with a power factor corrector and an asymmetric multi-level dc-dc power converter. Both simulation and experimental results show that the performance of the proposed on board charger with a power factor corrector and an asymmetric multi-level dc-dc power converter has the expected results.

摘要 i
ABSTRACT ii
表目錄 v
圖目錄 vi
符號說明 viii
一、緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究目的 2
1.3論文架構 3
二、電動車車載充電器介紹 4
2.1 電動車現況與發展 4
2.1.1純電動車(Battery Electric Vehicle, BEV) 4
2.1.2混合式電動車(Hybrid Electric Vehicle Vehicle, PHEV) 5
2.1.3插電式混合電動車(Plug-in Hybrid Electric, PHEV) 5
2.1.4氫燃料純電動車(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 6
2.2現今電動車之充電連接器標準分析 7
2.2.1 Combo 8
2.2.2 CHAdeMO 9
2.2.3 Tesla 9
2.2.4聯合充電系統(Combined Charging System, CCS) 9
2.2.5 GB/T20234 10
三、隔離式多階電能轉換器介紹 11
3.1 傳統電能轉換器 11
3.1.1升降壓式直流-直流電能轉換器 11
3.1.2升壓式直流-直流電能轉換器 14
3.1.3降壓式直流-直流電能轉換器 17
3.1.4直流-交流電能轉換器 20
3.2隔離式直流-直流電能轉換器 21
3.2.1隔離式半橋至全橋直流電能轉換器 22
3.2.2隔離式半橋-半橋直流電能轉換器 23
3.2.3隔離式全橋至全橋直流電能轉換器 24
3.2.4隔離式全橋-半橋直流電能轉換器 25
3.3多階電能轉換器 26
3.3.1二極體箝位式多階電能轉換器 27
3.3.2飛輪電容式多階電能轉換器 28
3.3.3 T型多階電能轉換器 29
四、具功因修正器非對稱多階直流-直流電能轉換器之車載充電器 30
4.1 電路架構與工作原理 30
4.1.1 升壓式功因修正器 31
4.1.2 非對稱多階直流-直流電能轉換器 35
4.1.3 非對稱多階直流-直流電能轉換器之高頻環形變壓器設計 42
4.2 系統控制方塊 47
4.2.1升壓式功因修正器之控制方塊 47
4.2.2 非對稱多階直流-直流電能轉換器之控制方塊 48
五、模擬與實驗結果 49
5.1電腦模擬結果 49
5.1.1升壓式功因修正器 50
5.1.2非對稱多階直流-直流電能轉換器 51
5.2實驗結果 52
第六章、結論 57
6.1總結 57
6.2未來研究方向 57
參考文獻 58

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