臺灣博碩士論文加值系統

本論文說明一智慧型羊隻電昏器的研製，此電昏器主要是利用一外部電流，以阻斷大型動物(山羊)腦部接受軀體的神經動作電位信號，使羊隻短暫昏厥、失去知覺。此電昏器在電擊時，除了可根據羊隻阻抗的變化，給予不同的致昏電氣參數之外，在電池的供電模組架構中，也就是傳統推挽式轉換器的部份，加入一耦合電感。這使開關在切換轉態時，具備零電壓切換的特性，此較傳統推挽式轉換器在滿載時，可提升效率11%。本智慧型控制機制，為一個先穩壓後穩流的機制；當電擊羊隻頭部耳後兩端時，此機制讓電昏器先開始先輸出一±200 V、400 Hz的方波電壓，當羊隻表皮的阻抗崩潰後，再輸出一±1.4 A、400 Hz的方波電流，持續由原部位電擊羊隻，一直於致昏時間到達後，電昏器才停止動作。產生電壓波形的轉換器與換流器，可根據家畜的阻抗變化，來調整電氣參數，其範圍為：當頻率固定在400Hz時，電壓可由220V變化至160V，致昏電壓的責任週期，則可從0.3調到0.7。經由實驗量測，已驗證自動電氣參數調整及其整個系統的可行性。本電昏器除了已實際應用於山羊，而且確認可有效致昏達34秒。這種昏厥、喪失知覺的效果，可協助畜產業推行人道屠宰，此項運用已引起釵h學者及業者的關注。

This thesis presents a design and implementation of an intelligent caprine electric stunner which can provide a constant current to the cerebrum once applied. The current would temporarily depolorize and disable the organ to receive signals from body and result in unconsciousness. The voltage waveforms generated from the converter are auto-tuning according to the surface impedance that varies among animals. The converter is formed by introducing inductors to a conventional push-pull topology, so that a zero-voltage switching feature at turn-on transition can be achieved. Compared with the conventional push-pull converter, the presented one can improve efficiency by 11% under full load condition. The mechanism of the intelligent caprine stunner is to deliver a constant voltage first followed by a constant current while applied to an animal. The waveform of the first delivery is a square alternating current which under a fixed ±200 V, 400 Hz, and as the impedance of skin collapsed, the waveform automatically turns to a square alternating current with a fixed ±1.4 A, and 400 Hz. The constant electric stock lasts for 6 seconds, a duration sufficiently to induce a full unconsciousness. Since the voltage waveforms generated are auto-tuning according to the impedance of individual caprine, its amplitude can vary from 220 V to 160 V and its duty ratio is from 0.3 to 0.7 under a fixed frequency 400 Hz. Measurements from the performance of a prototype have verified the parameter auto-tuning algorithm and feasibility of the overall system design. This designed system can contribute to the humane slaughter in an caprine abattoir and has already drawn many attentions from animal industry.

中文摘要 i
英文摘要 ii
目 錄 iv
圖 目 錄 vii
表 目 錄 xi
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機與目的 2
1.3先前的研究 2
1.4論文大綱 3
第二章 家畜致昏方式與機制 4
2.1致昏方式 4
2.2致昏機制 5
2.2.1皮膚等效電路 5
2.2.2神經訊號傳導機制 9
2.2.3神經傳導等效電路 18
2.3致昏參數與調整原理 19
2.3.1致昏電氣參數 19
2.3.2參數調整原理 20
第三章 致昏器系統架構介紹 22
3.1系統架構 22
3.2電池供電模組 23
3.2.1致昏器電池的選擇 23
3.2.2電池供電模組轉換器 26
3.3市電供電模組 28
3.3.1市電供電模組轉換器 28
3.3.2它]校正器 29
3.4輔助電源系統 33
3.5驅動電路及保護電路 34
3.5.1全橋轉換器 35
3.5.2保護電路架構 36
3.6供電模組選擇 41
3.7自動致昏電氣參數調整機制 43
第四章 轉換器架構與設計 45
4.1升壓型必v因數校正器設計 45
4.1.1升壓型轉換器 45
4.1.2電路動作原理 46
4.1.3軟切換必v因數校正器設計 49
4.2軟切換推挽式轉換器 54
4.2.1電路動作原理 54
4.2.2軟切換推挽式轉換器設計 60
4.3返馳式轉換器 63
4.3.1電路動作原理 63
4.3.2輔助電源元件設計 65
第五章 實測波形及致昏結果 70
5.1市電供電模組實測波形 70
5.2電池供電模組實測波形 75
5.3軟切換與硬切換推挽式轉換器效率評估與結果 82
5.3.1軟切換推挽式轉換器之效率評估 82
5.3.2軟切換推挽式轉換器之耦合電感製作與效率量測 83
5.4硬體溫升量測 85
5.5家畜致昏電氣參數量測 87
5.5.1電壓與電流的量測 88
5.5.2腦波的量測 90
5.6電擊治具介紹 92
5.7肉品品質分析 93
第六章 結論與未來研究方向 95
6.1結論 95
6.2未來研究方向 95
附錄A 羊隻腦波圖 97
附錄B 羊隻屠肉品質分析 99
參考文獻 100

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