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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:紀欣亞
研究生(外文):Chi, Hsin-Ya
論文名稱:非隔離型雙向轉換器研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of a Non-isolated Bidirectional Converter
指導教授:吳財福
指導教授(外文):Wu, Tsai-Fu
口試委員:黃怡碩陳裕愷吳毓恩余國瑞
口試日期:2012-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:雙向轉換器直流/直流轉換器
外文關鍵詞:bidirectional converterDC/DC converter
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本研究研製一部可應用於直流供電系統之非隔離型雙向直流/直流轉換器,其電路架構為升壓轉換器(Boost converter)與降壓轉換器(Buck converter)的結合,具有高轉換效率、低成本、體積小的特性。轉換器之控制採用單晶片dsPIC30F2023來調變切換元件之脈波寬度(Pulse-Width Modulation, PWM)、執行類比數位轉換以及電路保護機制等功能。當直流鏈端(高壓側)之能量大於負載所消耗能量且電池側(低壓側)電壓過低時,其轉換器操作在降壓模式;當直流鏈端(高壓側)能量不足且電池側(低壓側)電壓夠高時,其轉換器操作在升壓模式,供給直流鏈端(高壓側)所需能量;當電池側(低壓側)電壓正常且直流側能量充足時,轉換器則停止動作。最後實際製作一部6 kW之轉換器,並藉由實測結果來驗證此架構的功能以及適用性。
This thesis presents design and implementation of a non-isolated bidirectional DC/DC converter with high efficiency, low cost and small volume for DC power system applications. The topology of this circuit is a combination of a buck converter and a boost converter. In the circuit, a dsPIC30F2023 chip realizes almost all of the functions, such as circuit protection, generation of pulse-width modulation (PWM) signals and A/D conversion, etc. If the load voltage drops below the set point, the converter operates in buck mode to regulate the load voltage. If the load power is higher than the desired value and the voltage at the battery side is low, the converter operates in boost mode. If the load voltage and the battery voltage are regulated within the desired ranges, the converter operates in idle mode. Finally, we implemented a 6 kW non-isolated bidirectional DC/DC converter to verify the feasibility and characteristic of the circuit.
目錄
中文摘要………………………………………………………………………………
英文摘要………………………………………………………………………………
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1-1 研究背景與動機
1-2 文獻回顧
1-2-1 再生能源供電系統
1-2-2 轉換器的比較
1-3 論文大綱
第二章 轉換器架構與操作原理
2-1 系統架構
2-2 轉換器的操作原理
2-2-1 電路架構
2-2-2 升壓模式
2-2-3 降壓模式
第三章 數位訊號控制器周邊電路
3-1 電壓回授電路
3-2 電感電流回授電路
3-3 精密全波整流電路
3-4 數位訊號控制器電壓保護電路
3-5 PWM緩衝器及硬體保護電路
3-6 dsPIC30F2023單晶片介紹
3-7 中斷副程式
3-7-1 PWM特殊事件中斷副程式
3-7-2 獨立PWM觸發中斷副程式
3-8 雜訊迴避機制
3-9 數位訊號控制流程
3-9-1 主程式流程
3-9-2 PWM特殊事件中斷流程
3-9-3 獨立PWM觸發中斷流程
3-9-4 程式流程測試與統整
第四章 雙向轉換器設計
4-0 系統規格
4-1 功率開關驅動電路
4-2 儲能電感設計
4-2-1 電感值計算
4-2-2 鐵芯材質選擇
第五章 雙向轉換器實作與量測
5-1 雙向轉換器的實現
5-1-1 升壓模式
5-1-2 降壓模式
5-2 損耗分析與測試結果
5-2-1 損耗分析
5-2-2 升壓模式實測效率
5-2-3 降壓模式實測效率
5-3 實務考量
5-3-1 切換雜訊改善
5-3-2 效率改善
5-3-3 開關保護
5-3-4 燒機測試
第六章 結論與未來研究方向
6-1 結論
6-2 未來研究方向
參考文獻 ………………………………………………………………………


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