臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要是研製雙方向功率流動之CLLC諧振直流-直流轉換器，主要是安置於儲能裝置輸出端作為負載之能量緩衝；當負載需求瞬間功率時由CLLC藉由儲能裝置提供額外功率，而當負載回送功率時可由CLLC將部分能量存放在儲能裝置，經由CLLC之協助可以改善負載暫態之能量脈動，以達到減輕前端AC/DC轉換器或整流器之電流應力，亦可有效降低供電端之過載風險。所使用系統須提供暫態功率，因此須具備高頻寬電流調控能力，除此CLLC經由適當之設計對低壓側儲能裝置充電可達零電流切換，如此可提高所建構能量緩衝系統之效率。
所使用CLLC架構是由數位訊號處理器 TMS320F28075 作為控制核心，建構雙向 1kW/400V/48V之轉換器作為實驗平台並驗證所使用系統之有效性。

This paper is aimed to design and implement a CLLC resonant DC-DC converter with bi-directional power flow control, which is installed in front end of energy storage system (ESS) to act as energy buffer for load. The CLLC will provide extra power from ESS to load side when the load needed transient power. In contrast, the CLLC will store the regenerated energy from load side to ESS. Therefore, the pulsating energy yielded by transient load can be reduced through CLLC. Hence, not only the current stress of the front-end AC-DC converter or rectifier but also the risk of grid’s overload are effectively decreased. Due to the need of suppling transient power, the CLLC should provide the capability of fast current control. In addition, the CLLC can reach ZCS to enhance efficiency of the constructed ESS with adequate design under charging mode. Finally, a DSP (TMS320F28075)-based controller is used to constructed an 1kW/400V/48V bi-directional power flow converter as test platform to verify the effectiveness of proposed system.

摘　要 i
ABSTRACT ii
誌　謝 iv
目　錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2文獻探討 3
1.2.1雙向DC/DC轉換器相關文獻探討 3
1.2.2雙向DC/DC轉換器技術之產業現況 7
1.2.3實驗室雙向DC/DC轉換器技術 9
1.3研究內容 11
1.4論文架構 13
第二章 諧振電路原理 14
2.1 前言 14
2.2 CLLC諧振轉換器特性 14
2.3 電路工作原理 19
2.3.1 CLLC諧振轉換器於Region 1狀態分析 19
2.3.2 CLLC諧振轉換器於 Region 2 狀態分析 27
第三章 系統設計、軟體規劃與模擬 37
3.1 前言 37
3.2 系統電路架構與規格 37
3.3 硬體電路設計與分析 37
3.3.1高頻變壓器設計 38
3.4 控制架構 49
3.5 零電壓切換條件 50
3.6 模擬結果 52
3.6.1 Discharge mode 54
3.6.2 Charge mode 55
第四章 實驗結果與討論 57
4.1 前言 57
4.2 實驗設備 57
4.3 測試結果 58
第五章 結論與未來展望 65
5.1 結論 65
5.2 未來研究方向 65
參考文獻 66
符號彙編 69

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