跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.136) 您好!臺灣時間:2025/09/21 06:39
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:陳子雍
研究生(外文):Zih-Yong, Chen
論文名稱:三階混合式轉換器於高輸入電壓下之研究
論文名稱(外文):Study of a Three Level Hybrid Converter for High Input Voltage
指導教授:林伯仁
指導教授(外文):Bor-Ren, Lin
口試委員:林伯仁林志鴻劉傳聖
口試委員(外文):Bor-Ren, LinChih-Hong, LinChuan-Sheng, Liu
口試日期:2014-07-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:電機工程系
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:全橋轉換器半橋轉換器三階脈波寬度調變技術
外文關鍵詞:Full-Bridge ConverterHalf-Bridge ConverterThree-Level Pulse-Width Modulation
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:282
  • 評分評分:
  • 下載下載:22
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文提出一個三階混合式轉換器於高輸入電壓下之研製,功率開關元件利用諧振電感與開關輸出電容於轉換狀態時進行諧振,達到零電壓切換特性以降低切換損失。此外,為能使此轉換器於高輸入電壓與高輸出電流之設備應用,輸入端使用兩顆電解電容串聯來降低功率開關元件電壓應力,增加飛輪電容使輸入電容電壓自動平衡分壓。同時,為了解決高電壓輸入時半導體元件耐電壓過大之缺點,因此電路中加入箝位二極體來限制功率開關元件電壓為輸入電壓之一半。
本論文提出之電路在前級部分採用一組全橋架構與兩組半橋架構,達到高功率與減少功率開關元件等優點,後級為了滿足大電流輸出之相關應用,則採用中間抽頭整流之方式 。
本論文提出之轉換器架構經實際製作驗證其可行性,電氣規格為輸入電壓750Vdc ~ 800Vdc,輸出電壓24Vdc,負載電流60A,輸出總瓦數為1440W。

This thesis studies and implements a three level hybrid converter for high input voltage and high load current applications. Power switches in the proposed converter can be achieved at zero voltage switching based on the resonant behavior by resonant inductor and output capacitance of power switches. Thus, the switching losses of power switches are reduced. For high input voltage and high output current applications, two input aluminum capacitors and series power switches are adopted to limit the voltage stress of power switches at Vin/2. Flying capacitor is also adopted to automatically balance the input split capacitor voltages. At the primary side, two three-level hybrid converters are adopted to increase output power and reduce the power switch counts.
Finally, a laboratory prototype with input voltage 750Vdc ~ 800Vdc and 1440W rated power (24Vdc/60A) was built and tested to verify the circuit performance of the converter..

中文摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 x
第一章 導論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究內容 3
1.3 論文綱要 5
第二章 三相電源之簡介與應用 6
2.1 三相電源與單相電源介紹 6
2.1.1單相交流電源 7
2.1.2 三相交流電源 8
2.2 功率因數與電力濾波器之介紹 10
2.2.1 功率因數 10
2.2.2 電力濾波器 12
第三章 三階電源轉換器與混合型轉換器 16
3.1 三階電源轉換器 16
3.1.1 三階零電壓切換轉換器 16
3.1.2 三階相移式零電壓切換電源轉換器 16
3.1.3 三階全橋相移式零電壓轉換器 17
3.2 三階混合型轉換器介紹 20
第四章 三階混合型電源轉換器 22
4.1 前言 22
4.2 電路架構與工作原理 22
4.3 電路動作模式分析 23
4.3.1 模式一(t0~t1): 25
4.3.2 模式二(t1~t2): 26
4.3.3 模式三(t2~t3): 28
4.3.4 模式四(t3~t4): 30
4.3.5 模式五(t4~t5): 32
4.3.6 模式六~模式十(t6~t10): 34
第五章 元件選擇與預估效率 35
5.1 電路穩態分析 35
5.2 元件設計 36
5.2.1 變壓器的設計 36
5.2.2 開關的設計 37
5.2.3 輸出濾波電感的設計 37
5.2.4 輸出整流二極體的設計 38
5.2.5 諧振電感的設計 39
5.2.6 輸入濾波電容的設計 39
5.3 預估效率 39
5.3.1 變壓器的選擇與損耗 40
5.3.2 開關的選擇與損耗 43
5.3.3 輸出濾波電感的選擇與損耗 44
5.3.4 輸出整流二極體的選擇與損耗 47
5.3.5 諧振電感的選擇與損耗 48
5.3.6 預估電路滿載效率 48
第六章 硬體製作與實驗結果 50
6.1 硬體製作 50
6.2 電路架構驗證之波形 52
6.3 使用SIMetrix-SIMPLIS模擬軟體之波形 72
6.4 實際效率 77
第七章 結論與未來展望 78
7.1 結論 78
7.2 未來研究方向 79
參考文獻 80


[1] Sanjaya Maniktala, 2006,交換式電源供應器設計與最佳化,林伯仁校訂,全華科技圖書公司,臺北
[2] Raymond A. Mack, 2008,交換式電源供應器剖析,林伯仁、羅有綱、陳俊吉譯,初版,全華科技圖書公司,臺北。
[3] R. W. Erickson, 1997, Fundamentals of Power Electronics, First Edition, Chapman and Hall, New York.
[4] Christophe Basso, 2008, Switch-Mode Power Supplies Spice Simulations and Practical Designs, McGraw-Hill, Inc.
[5] Abraham. I. Pressman, 1999, Switching Power Supply Design, 2nd, The McGraw-Hill Companies, Inc., Taiwan.
[6] 經濟部-電工法規--中華民國102年4月10日修正之屋內線路裝置規則。
[7] 蔡慧如,2002,三相主動式電力濾波器之研究,國立雲林科技大學,碩士論文。
[8] 梁適安,1994,交換式電源供應器之理論與務實設計,全華圖書有限公司。
[9] 江炫樟,2003,電力電子學,全華圖書有限公司。
[10] L. Moran, P.Welinger, J.Dixon,R. Wallace, "A Series Active Power Filter which Compensate Current Harmonics and Voltage Unbalance Simultaneously", in IEEE PESC' 95, Volume: 1, Pages: 222 - 227.
[11] Chin-Chu Tsai, Yuan-Yih Hsu, 2003, "A Series-type Active Filter for Power Quality Conditioning", 國立臺灣大學「台大工程」學刊.
[12] Bor-Ren Lin, Huann-Keng Chiang, 2005, "Series Active Power Filter for Current Harmonic and Load Voltage Compensation", in Proc. of IEEE TECON, Pages: 1 - 6, Nov.
[13] Bor-Ren Lin, Yuan-An Ou, Tsung-Yu Yang, 2004, "Shunt Active Power Filter with Three-phase Switch-clamped Inverter", in Proc. of IEEE Control Applications, Volume: 2, Pages: 1633 - 1638, Sept.
[14] J.C. Wu, H.L. Jou, 1996, "Simplified Control Method for the Single-phase Active Power Filter", in Proc. of IEE-EPA Volume:143, Issue:3, Pages: 219 - 224, May.
[15] L. Zhou, Z. Li, 2000, "A Novel Active Power Filter based on the Least Compensation Current Control Method", in IEEE Transactions on Power Electronics .Volume:15, Issue:4, Pages: 655 - 659, July.
[16] J. R. Pinheiro and I. Barbi, 1992, " The Three-Level ZVS PWM Converter a New Concept in High-Voltage dc-to-dc Conversion ", in Proc. of IEEE IECON, Volume: 1, Pages: 173 - 178, Nov.
[17] J. R. Pinheiro and I. Barbi, 1993, " Wide Load Range Three-level ZVS-PWM dc-to-dc Converter", in Proc. of IEEE PESC, Pages: 171 - 177, June.
[18] F. Canales, P.M. Barbosa, J.M. Burdio, and F.C. Lee, 2000, "A Zero Voltage Switching Three-Level dc/dc Converter ", in Proc. of IEEE INTELEC, Pages: 512 - 517, Sept.
[19] Byeong-Mun. Song, R. McDowell, A. Bushnell, and J. Ennis, 2004, "A Three-Level dc-dc Converter with Wide-Input Voltage Operations for Ship-Electric-Power-Distribution Systems" , IEEE Transactions on Plasma Science, Volume: 32, Issue: 5, Pages: 1856 - 1863.
[20] X. Ruan, L. Zhou, Y. Yan, 2001, "Soft-switching PWM Three-level Converters", in Proc. of IEEE Trans Power Electron, Volume: 16, Pages: 612-622, Sept.
[21] Z. Zhang, X. Ruan, 2004 " ZVS PWM Full-Bridge Three-Level Converter ", in Proc. of the 4th International Power Electronics and Motion Control Conference, Pages: 1085 -1090.
[22] Xinbo. Ruan, Zhiying. Chen, Wu. Chen, 2005 " Zero-Voltage-Switching PWM Full-Bridge Three-Level Converter " in Proc. of IEEE Power Electronics, Volume: 20, Issue:2, Pages: 395 - 404.
[23] 阮新波,2006,三電平直流變換器及其軟開關技術,科學出版社,北京。
[24] Datasheet, 2007, " Ferrite for Switching Power Supplies ", TDK, Japan.
[25] Datasheet, 2008, " Power MOSFET IRFP 460 ", Vishay, USA.
[26] Datasheet, 2011, " Magnetic Powder Cores ", SAMWHA Crop., South Korea.
[27] Datasheet, 2008, " Power Ultra-Fast Recovery Diode ", Nihon Crop., Japan.
[28] Datasheet, 2008. "BiCMOS Advanced Phase-Shift PWM Controller -UCC3895", TEXAS INSTRUMENTS, USA.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top