跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.9.169) 您好!臺灣時間:2024/12/11 17:43
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:陳信宏
研究生(外文):Xin-Hong Chen
論文名稱:應用柔性切換返馳式轉換器之電池平衡放電電路
論文名稱(外文):Balance-Discharging Circuit for Battery String Using Soft-Switching Flyback Converters
指導教授:謝耀慶
指導教授(外文):Yao-Ching Hsieh
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:電機工程學系
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:2013
畢業學年度:101
論文頁數:58
中文關鍵詞:鋰電池準諧振零電壓切換電池放電平衡
外文關鍵詞:Li-ion batteryquasi resonant zero-voltage-switchingbalance discharging
相關次數:
  • 被引用被引用:3
  • 點閱點閱:414
  • 評分評分:
  • 下載下載:139
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本文提出於串聯電池組,運用柔性切換之多組並聯返馳式轉換器放電平衡電路,在電池放電過程中,幫助電池組達到電量平衡。另外,由於元件並非理想,在開關切換的過程中,會降低轉換器效率。本文利用準諧振零電壓切換的方式,在開關導通時,降低開關的切換損失,以提高效率。
本論文推導準諧振返馳式轉換器開關跨壓與電流,模擬每顆電池能釋放出的功率與磁化電感以及諧振電容參數的關係,透過模擬的結果找出合適的參數。目標則是達到零電壓切換,提高準諧振返馳式轉換器效率與輸出功率。本文並提出適當的控制策略,調整轉換器開關頻率,而達成電池放電平衡與零電壓切換。最後,本文串聯4顆鋰離子電池實驗,利用實驗結果證明放電平衡電路的可行性。

誌謝 I
中文摘要 I
Abstract II
目 錄 III
圖表目錄 V
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究目的 2
1-3 本文大綱 2
第二章 文獻探討 5
2-1 鋰電池介紹 5
2-2 電量平衡電路 7
2-3 返馳式轉換器動作原理 10
2-4 主動式箝位零電壓切換返馳式轉換器 11
第三章 準諧振零電壓切換返馳式轉換器 15
3-1 返馳式轉換器應用準諧振零電壓切換動作分析 15
3-2 電路參數設計 19
3-2-1 變壓器設計 20
3-2-2 電路參數設計 20
3-2-3 零電壓切換範圍 27
第四章 電池電量平衡電路 29
4-1 電路架構 29
4-2 平衡電路的操作 30
4-2-1 平衡放電操作模式 30
4-2-2 電量平衡策略 33
4-3 控制核心 40
4-3-1 電壓偵測電路 40
4-3-2 驅動電路 42
4-4 軟體規劃 43
4-4-1 主程式規劃 43
4-4-2 Timer中斷副程式規劃 44
第五章 實驗結果 47
5-1 電量平衡電路參數設定 47
5-2 放電平衡電路實驗結果 47
5-3 輸出穩壓實驗 51
第六章 結論與未來研究方向 53
6-1 結論 53
6-2 未來研究方向 54
參考文獻 55


圖 2 1 各類串聯電池組平衡充放電電路架構 8
圖 2 2基本返馳式轉換器電路圖 9
圖 2 3開關導通電流路徑圖 9
圖 2 4開關截止電流路徑圖 9
圖 2 5零電壓切換返馳式轉換器電路架構圖 11
圖 2 6零電壓切換返馳式轉換器理論波形圖 12
圖 3 1返馳式轉換器等效電路圖 14
圖 3 2電流及電壓理論波形圖 14
圖 3 3模式1等效電路 15
圖 3 4模式2等效電路 16
圖 3 5 模式3等效電路 17
圖 3 6 模式4等效電路 17
圖 3 7諧振電感與磁化電感和開關峰值跨壓關係圖 19
圖 3 8諧振電感與磁化電感和開關峰值電流關係圖 20
圖 3 9 諧振電感與開關電壓波形圖 21
圖 3 10諧振電感與諧振電容和開關峰值電流關係圖 22
圖 3 11諧振電感與諧振電容和開關峰值跨壓關係圖 22
圖 3 12諧振電容與開關跨壓波形圖 23
圖 3 13 諧振電感與磁化電感和輸出功率關係圖 24
圖 3 14 諧振電感與諧振電容和輸出功率關係圖 24
圖 3 15零電壓切換參數計算流程圖 26
圖 4 1返馳式轉換器電量平衡架構 27
圖 4 2平衡放電理論波形圖 29
圖 4 3平衡放電操作電路圖 31
圖 4 4鋰電池開路電壓與電量關係圖 32
圖 4 5返馳式轉換器等效電路圖 33
圖 4 6電流及電壓簡化的理論波形圖 34
圖 4 7實際電流及電壓波形圖 34
圖 4 8考慮Rt與未考慮Rt之電流模擬圖 35
圖 4 9平衡放電流程圖 37
圖 4 10 電壓偵測電路 38
圖 4 11負載電壓偵測電路 40
圖 4 12驅動電路示意圖 41
圖 4 13主程式設定流程圖 42
圖 4 14 中斷副程式流程圖 43
圖 5 1開關驅動訊號波形圖 45
圖 5 2一次側電流波形圖 45
圖 5 3零電壓切換波形圖 46
圖 5 4平衡放電電池電壓波形圖(1) 47
圖 5 5平衡放電電池電壓波形圖(2) 48
圖 5 6負載變化輸出電壓波形圖 49

[1] 拓墣產業研究所,“從綠色車輛角度探究電動車發展契機”,拓墣科技股份有限公司,2009年5月。
[2] 梁適安,“交換式電源供給器之理論與實務設計”,全華科技圖書股份有限公司,2008年9月。
[3] Y. K. Lo, and J. Y. Lin, “Active Clamping ZVS Flyback Converter Employing Two Transformers,”IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 22, 2007, pp. 2416-2423.
[4] B. R. Lin, H. K. Chiang, and C. Y. Cheng, “Analysis and implementation of an interleaved ZVS bi-flyback converter, IET, Power Electronics, Vol. 3, 2010, pp. 259-268.
[5] B. R. Lin, and F. Y. Hsieh, “Soft-Switching Zeta-Flyback converter With a Buck-Boost Type of Active Clamp,”IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 54, 2007, pp. 2813-2822.
[6] B. R. Lin, and J. J. Chen, “analysis of an integrated flyback and zeta converter with active clamping technique,”Power Electronics. IET, Vol. 2, 2009, pp. 355-363.
[7] E.Jayashree, and G.Uma, “Design and implementation of zero-voltage-switching quasi-resonant positive-output Luo converter using analog resonant controller UC3861,”IET, Power Electronics, Vol. 4, 2011, pp. 81-88.
[8] 黃可龍、王兆翔、劉素琴,“鋰離子電池原理與技術”,五南圖書出版股份有限公司,2010年5月。
[9] C. Pcascual, and P. T. Krein, “Switched Capacitor Systems for Automatic Series Battery Equalization,” Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1997, pp. 848-854.
[10] H. S. Park, and C. H. Kim, K. B. Park, G. W. Moon, J. H. Lee,“Design of a Charge Equalizer Based on Battery Modularization,”IEEE Trans. on Vehicular Technology, Vol. 58, 2009, pp. 3216-3223.
[11] Y. S. Lee, and M. W. Cheng, “Intelligent Control Battery Equalization for Series Connected Lithium-Ion Battery Strings,”IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 52, 2005, pp. 1297-1307.
[12] Y. S. Lee, and G. T. Cheng, “Quasi-Resonant Zero-Current-Switching Bidirectional Converter for Battery Equalization Applicationa,”IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 21, 2006, pp. 1213-1224.
[13] A. Xu, S. Xie, and X. Liu, “Dynamic Voltage Equalization for series-Connected Ultracapacitors in EV/HEV Applications,”IEEE Trans. on Vehicular Technology, Vol. 58, 2009, pp. 3981-3987.
[14] W. Du, X. Huang, S. Yang, F. Zhang, X. Wu, and Z. Qian, “A Novel Equalization Method with Defective-Battery- Replacing for Series-Replacing for Series-Connected Lithium Battery Strings, ”Energy Conversion Congress and Exposition, 2009, pp. 1806-1811.
[15] P. A. Cassani, and S. S. Williamson, “Design, Testing, and Validation of a Simplified Control Scheme for a Novel Plug-In Hybrid Electric Vehicle Battery Cell Equalizer,”IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 57, 2010, pp.3956-3962.
[16] Y. H. Zhang, J. G. Li, J. Lin, and J. F. Ge, “A Charge Equalization Circuit with Odd and Even Module for Li-ion Series-connected Batterie,” International Conference on Artificial Intelligence and Computational Intelligence, 2009, pp. 553-557.
[17] H. Shen, W. Zhu, and W. Chen, “Charge Equalization for Series Connected Lithium-ion Batteries,”9th International Conference on Electronic Measurement & Instruments, 2009, pp. 4-1032-4-1037.
[18] H. S. Park, C. E. Kim, G. W. Moon, J. H. Lee, and J. K. Oh, “Two-Stage Cell Balancing Scheme for Hybrid Electric Vehicle Lithium-Ion Battery Strings, ”Power Electronics Specialists Conference, 2007, pp. 273-279.
[19] H. S. Park, C. E. Kim, C. H. Kim, G. W. Moon, and J. H. Lee, “A Modularized Charge Equalizer for an HEV Lithium-Ion Battery String,”IEEE Trans. on Industrial Electronics, 2009, Vol. 56, pp. 1464-1476.
[20] 陳偉光,應用返馳式轉換器之串聯電池組雙向電量平衡電路,國立東華大學電機工程學系碩士論文,2008年7月。
[21] 吳俊霖,串聯式鋰電池電源系統,國立東華大學電機工程學系碩士論文,2009年7月。
[22] B. R. Lin, C. E. Huang, K. Huang, and D. Wang, “Design and implementation of zero-voltage-switching flyback converter with synchronous rectifier,” IEE Proceedings on Electric Power Applications, Vol. 153, 2006, pp. 420-428
[23] 林容益,“DSP 數位化機電控制:TMS320 F281X系統”,全華圖書股份有限公司,2008年,7月。

連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top