(3.238.186.43) 您好!臺灣時間:2021/03/01 14:57
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:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:黃健峻
研究生(外文):Jian-Jyun Huang
論文名稱:升壓型轉換器非線性現象及效率受開關頻率影響之研究
論文名稱(外文):Switching Frequency Influence of Boost Converter's Nonlinear Phenomena and Efficiency
指導教授:謝飛虎謝飛虎引用關係
指導教授(外文):Fei-Hu Hsieh
學位類別:碩士
校院名稱:龍華科技大學
系所名稱:電機工程研究所
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:效率開關頻率升壓型轉換器非線性分叉
外文關鍵詞:switching frequencynonlinearBoost converterbifurcationefficiency
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:672
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:202
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本文研究升壓型轉換器之非線性分叉行為與效率受開關頻率改變之影響,考慮轉換器操作在電感電流連續導通模式下,探討改變開關頻率觀察轉換器由週期性穩態進入倍週期分叉的非線性動態行為。首先推導出升壓型轉換器考慮電感與電容寄生電阻的精確數學模型,其次利用MATLAB/SIMULINK建模及IsSpice建構電路並且模擬當開關頻率變動時的升壓型轉換器,觀察其輸出電壓、電感電流及相平面圖由穩定的週期1狀態進入到倍週期分叉,最後透過實際電路驗證開關頻率的改變會導致升壓型轉換器出現分叉行為。
本文推導轉換器精確數學模型的離散解析解,由該解析解透過彭卡瑞映射、分叉圖與最大李亞普諾夫指數從不同的角度分析轉換器的非線性現象,接著利用LabVIEW軟體及其PXI系統量測升壓型轉換器之彭卡瑞映射及分叉圖,比較模擬與實驗結果的一致性。
當轉換器發生分叉之前,探討開關頻率對於效率所造成的影響。本文提出升壓式轉換器的各種效率損失,推導其數學模型。利用IsSpice觀察當開關頻率變動時其效率趨勢,最後透過實體電路實驗結果,比較模擬結果與實驗結果的一致性。
This thesis investigates the nonlinear bifurcation behavior and efficiency when the switching frequency change in the current-mode controlled boost DC-DC converter. A converter’s inductor current in continuous conduction mode is considered. The system exhibits nonlinear dynamics from period-1 operation through period-doubling bifurcation as switching frequency changed. First, an accurate mathematical model of the boost DC-DC converter is derived. Second, MATLAB/SIMULINK and IsSpice are used to construct models and simulate the converter's inductor current, output voltage and phase plane. Observe the converter from stable period-1 into the bifurcation. Finally through the experiment on the actual circuit, verify the bifurcation behaviors is happen by changing switching frequency of the boost DC-DC converter.
Discrete-time analytic solutions of the accurate mathematical model of the boost DC-DC converter are derived. Simulated bifurcation diagrams, Poincaré map and largest Lyapunov exponents verify the analysis of the nonlinear phenomenon of the converter, based on discrete-time analytic solutions obtained. Then using LabVIEW software and PXI system measure boost converter's Poincaré map and bifurcation diagram, compare the consistency of simulation and experimental results.
Investigate switching frequency's implications of boost converter's efficiency before the converter occur bifurcation. This study propose a variety of boost converter efficiency loss, derived the mathematical model, finally efficiency trend versus switching frequency change is observed by IsSpice software. Finally through experiment its consistency of to compare the simulation results with the experimental results.
摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 本論文之貢獻 2
1.3 本論文之組織與架構 3
第二章 分叉、混沌與效率之基本觀念 4
2.1 前言 4
2.2 分叉之特性與定義 5
2.3 常見的混沌與分叉分析方法 6
2.4 功率及效率之定義 9
2.4.1功率的定義 9
2.4.2效率的定義 9
第三章 升壓型轉換器之分叉現象 10
3.1 前言 10
3.2 升壓型轉換器之工作原理及數學模型 11
3.2.1升壓型轉換器之等效電路 11
3.2.2升壓型轉換器之建模 12
3.2.3峰值電流控制法 14
3.3 升壓型轉換器之離散解析解 16
3.4 應用MATLAB/SIMULINK模擬升壓型轉換器之分叉現象 20
3.5 應用IsSpice模擬升壓型轉換器之分叉現象 25
3.6 升壓型轉換器之實現與量測驗證 28
3.7 升壓型轉換器之彭卡瑞映射 36
3.8 升壓型轉換器之分叉圖 38
3.9 應用LabVIEW軟體及其PXI系統實驗量測升壓型轉換器之彭卡瑞映射及分叉圖 41
3.9.1 應用LabVIEW軟體及PXI系統實驗量測彭卡瑞映射圖 41
3.9.2 應用LabVIEW軟體及PXI系統實驗量測分叉圖 45
3.10 升壓型轉換器之李亞普諾夫指數 48
第四章 升壓型轉換器開關頻率變動之效率分析 54
4.1 前言 54
4.2 升壓型轉換器之各項損失及效率分析 55
4.2.1升壓型轉換器精確模型之工作週期比計算 55
4.2.2升壓型轉換器之各項功率損失 56
4.2.3開關頻率變動對於升壓型轉換器之效率所造成的影響 59
4.3 當開關頻率變動時升壓型轉換器之效率 60
4.3.1 IsSpice模擬軟體之升壓型轉換器效率計算結果 60
4.3.2升壓型轉換器效率測量之實驗結果 63
第五章 結論 65
參考文獻 67
附錄A 符號表 69
附錄B 碩士期間發表的論文 72
[1]馬西奎、李明、戴棟、張浩、鄒建龍,「電力電子與系統中的複雜行為研究綜述」,電工技術學報,卷二十一,期十二,頁1-11 ,2003。
[2]伊奕光,PWM型DC/DC變換器混沌機理的研究,南京航空航天大學博士論文,2000。
[3]J. H. B. Deane and D. C. Hamill, “Instability, subharmonics and chaos in power electronics systems,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 5, No. 3, pp. 260-268, 1990.
[4]J. H. B. Deane and D. C. Hamill, “Analysis, simulation, and experimental study of chaos in the buck converter,” IEEE Power Electron. Specialists Conf., pp. 491-498, 1990.
[5]J. H. B. Deane “Chaos in a current-mode controlled boost DC-DC converter,” IEEE Trans. Circuits and Syst. I, Vol. 39, No. 8, pp. 680-683, 1992.
[6]周宇飛、陳軍寧,「電流模式控制BOOST變換器中的切分叉及陣發混沌現象」,中國電機工程學報,卷25,期1,頁23-26,2005。
[7]林凱民,利用混沌機制降低返馳式轉換器電磁干擾水平之研究,龍華科技大學電機工程研究所碩士論文,2008。
[8]呂金虎、陸軍安、陳士華,混沌時間序列分析及其應用,武漢大學出版社,2001。
[9]C. K. Tse, “Flip bifurcation and chaos in a three-state boost switching regulator,” IEEE Trans. Circuits and Syst. I, Vol. 42, pp. 16-23, 1994.
[10]黃潤生,混沌及其應用,武漢大學出版社,2000。
[11]C. K. Tse, “Chaos from a buck switching regulator operating in discontinous mode,” Int. J. Circuit Theory and Applica., Vol. 22, pp. 263-278, 1994.
[12]James W. Nilsson & Susan A. Riedel, Electric circuits, Addison-Wesley, Reading, Mass., 1996.
[13]Daniel W. hart, Introduction to Power Electronics, Prentice Hall, U.K., 1997.


[14]D. C. Hamill and D. J. Jefferies, “Subharmonics and chaos in controlled switched-mode power converter,” IEEE Trans. Circuits and Syst. I, Vol. 35, No. 8, pp. 1059-1061, 1988.
[15]童冠達,返馳式直流-直流轉換器混沌現象及其控制之研究,龍華科技大學電機工程研究所碩士論文,2007。
[16]S. Banerjee, and K. Chakrabarty, “Nonlinear modeling and bifurcations in the boost converter,” IEEE Trans. Power Electron., Vol. 13, No. 2, pp. 252-260, 1998.
[17]王子明,升壓型直流-直流轉換器混沌控制之研究,龍華科技大學電機工程研究所碩士論文,2006。
[18]V. F. Pires and J. F. A. Silva, “Teaching nonlinear modeling, simulation and control of electronic power converters using MATLAB/SIMULINK,” IEEE Trans. Education, Vol. 45, No. 3, pp. 253-261, 2002.
[19]鄭培璿,電力電子分析與模擬,全華,2002。
[20]張義和,Protel 99 SE電路設計導覽,高立,民92年。
[21]惠汝生,LabVIEW 8.X圖控程式應用,全華,民97年。
[22]Marian K. Kazimierczuk, Pulse-Width Modulated DC-DC Power Converters, Wright State University Dayton, Ohio, USA. 2008.
[23]Erickon, Rober W., Fundamentals of Power Electronics, Secaucus, NJ, USA, 2000.
[24]Richard Nowakowski, “Choosing the optimum switching frequency,” EE Times-India, 2006.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 洪瑞章,「由新專利法之規範探討專利要件在判斷上之問題」,全國律師,第8卷12期,2004年12月。
2. 陳信至,「智慧財產訴訟制度改革之檢討-管轄集中化」,法學新論,第3期,2008年10月。
3. 林榮琳,「智慧財產法院審判權之相關問題-以專利實務之判決效力為中心」,法令月刊,第58卷7期,2007年7月。
4. 朱家毅、黃紫旻、吳雅貞、陳志承合著,「兩岸智慧財產法院及審判實務」,政大智慧財產評論,第6:1期,2008年4月。
5. 沈冠伶,「智慧財產民事訴訟事件與行政爭訟事件之統合處理」,法學新論,第8期,2009年3月。
6. 李素華,「歐洲聯盟專利法之發展-建立共同體專利之困難與挑戰」,月旦法學雜誌,第174期,2009年11月。
7. 宋皇志,「新修專利法對於專利要件之規範-以新穎性要件之變革為中心」,智慧財產權月刊,第66期,2004年6月。
8. 陳國成,「我國商標專利行政訴訟之變革」,科技法學評論,3卷1期,2006年4月。
9. 馮浩庭,「美國專利訴訟程序之研究-現況、困境與美國國會之修法回應」,智慧財產權雜誌,第110期,2008年2月。
10. 黃文儀,「日本修正專利審判制度與智權訴訟概述,全國律師雜誌,第13卷第2期,2009年2月。
11. 黃茂榮,「技術新穎性與專利舊案檢索」,植根雜誌第15卷第2期,1999年2月。
12. 熊誦梅,「當公法遇上私法-從智慧財產案件審理法草案第16條談起」,月旦法學雜誌第39期,2006年12月。
13. 蔡志方,〈行政訴訟與民事訴訟共通制度與法理〉,月旦法學雜誌第47期,1999年3月。
14. 蔡如琪,「侵權訴訟中專利有效性問題之研究」,法學新論第12期,2009年7月。
15. 蔡惠如,「初探智慧財產行政訴訟之新證據」,智慧財產權月刊,第135期,1999年3月。
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔