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研究生:張德威
研究生(外文):De-Wei Chang
論文名稱:應用於高壓電容測試之直流電源供應器研製
論文名稱(外文):Study and Implementation of a DC Power Supply for High-Voltage Capacitor Testing
指導教授:邱煌仁謝耀慶林景源林景源引用關係
指導教授(外文):Huang-Jen ChiuYao-Ching HsiehJing-Yuan Lin
口試委員:邱煌仁謝耀慶林景源
口試委員(外文):Huang-Jen ChiuYao-Ching HsiehJing-Yuan Lin
口試日期:2016-01-19
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:寬輸出電壓範圍高壓直流全橋相移式串聯諧振轉換器。
外文關鍵詞:Wide-range output voltagehigh DC voltagefull-bridge phase-shift series resonant converte
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本論文主要研製一部應用於高壓電容測試之寬輸出電壓範圍直流電源供應器。功率級架構分為兩級,前級為降壓型轉換器,用以將輸出電壓轉換成後級電路所需輸入電壓;後級為全橋相移式串聯諧振轉換器,用以提供最大功率1kW/ 40V~6kV電壓輸出。控制方面使用德州儀器所開發的數位信號處理器晶片TMS320F28035以達成數位控制。論文內容包含主電路操作原理與設計考量,最後研製之雛型電路由實驗結果驗證其可行性。
This thesis mainly develops a high-voltage DC power supply with wide-range output voltage for high voltage capacitor test. The power stage consists of a buck DC-DC converter and a full-bridge SRC DC-DC converter. The pre-stage buck converter is operated to achieve the proposed voltage adjustment and provide the input voltage for post-stage converter. The post-stage circuit is a full-bridge phase-shifted series resonant converter, which provides 1kW rated power and a wide-range output voltage from 40V to 6kV. A DSP chip TMS320F28035 developed by Texas Instruments is adopted for realizing digital controller. In this thesis, the operation principles and design considerations for a prototype system were analyzed and discussed. Experimental results of the prototype converter are shown to verify the feasibility of the studied scheme.
摘 要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖索引 vii
表索引 ix
第一章 緒論 1
1.1研究動機與目的 1
1.2研究內容 2
1.3論文內容架構 2
第二章 全橋串聯諧振轉換器 4
2.1全橋串聯諧振電路動作分析 4
2.1.1第一能量傳送區間 6
2.1.2第一諧振區間 7
2.1.3換向區間 9
2.1.4第二能量傳送區間 10
2.1.5第二諧振區間 12
2.1.6第二換向區間 13
2.2串聯諧振轉換器之功率級電路分析 15
2.2.1 Q值大小對於轉移函數的影響 16
2.2.2 K值大小對於轉移函數的影響 18
第三章 全橋相移式零電壓切換轉換器 21
3.1全橋相移式零電壓切換轉換器簡介 23
3.2全橋相移式零電壓切換轉換器電路動作分析 25
3.2.1能量傳送區間 26
3.2.2第一諧振區間 27
3.2.3線性放電區間 29
3.2.4第二諧振區間 30
3.2.5換向區間 32
3.3臨界切換電流的計算 34
3.3.1滿載與臨界負載的一次側電流 34
3.3.2諧振電感電流與ZVS的關係 35
3.4有效責任週期分析 36
第四章 數位控制系統介紹與設計 38
4.1整體電路動作原理 38
4.2軟體流程規劃 39
4.3驅動與取樣電路設計 42
4.3.1驅動電路設計 42
4.3.2取樣電路設計 43
第五章 電路參數設計與考量 44
5.1降壓型轉換器設計實例 44
5.1.1電路參數制定 44
5.1.2功率級元件設計 45
5.2全橋相移式串聯諧振轉換器設計 47
5.2.1電路參數制定 47
5.2.2切換功率晶體 47
5.2.3諧振元件設計 48
5.2.4變壓器設計 48
5.2.5 輸出整流濾波電路設計 50
5.2.6全橋相移電路參數確認 52
第六章 實驗量測數據與結果 54
6.1電路規格 54
6.2實驗波形 54
6.3高壓滿載效率 61
第七章 結論與未來展望 62
7.1結論 62
7.2未來研究方向 62
參考文獻 64
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