臺灣博碩士論文加值系統

本文為探討交錯型無線高頻脈衝式蓄電池充電器，以全橋電路作為無線電力之發射端電路，利用電容與電感之串聯共振原理，將發射端電路能量傳遞至接收端電路，而接收端電路亦以電容與電感之串聯共振原理接收能發射端電路傳遞之能量，整流後輸出至蓄電池端。本文以實作96V-14Ah之蓄電池，進行1小時40分快速充電，最大平均充電電流為8.1A，線圈之間距離為20公分，操作頻率為40.5kHz並且經由操作原理及等效電路中的工作模式進行分析，再經由縝密的設計電路各元件參數，再加以使用IsSpice電路模擬軟體驗證設計參數及電路分析，因此得以使功率電晶體達到零電壓切換。最後，串聯負載共振式轉換器中，整體最高效率可高達69%。

In this paper, the interleaved wireless high-frequency pulse charging strategy for rechargeable batteries based on a full-bridge structure as the wireless power ransmitter circuit will be examined. Using the series resonance principle consisted of the capacitors and inductors, the energy will be transferred from the transmitter to the receiver circuit, and the receiver is also a series resonance circuit consisted by a capacitor and an inductor which receives the energy from the transmitter and passing it through the bridge diode to load. Finally, To achieve the 96V-14Ah battery, for 1 hour and 40 minutes fast charge, the maximum average charge current of 8.1A and a distance of 20 cm, the operating frequency of 40.5 kHz and through the operating principle and the equivalent circuit in the work mode To analyze , and with carefully designed circuit parameters, the power switches can support zero voltage switching. The operating principles and equivalent circuit are analyzed in detail in this thesis. A protype is built and simulated using IsSpice software to verify the analytical predictions. Moreover, the maximum efficiency of the proposed series-loaded resonant converters throughout the overall operating period approximates 69%.

目 錄
頁次
中文摘要……………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………………………Ⅱ
致 謝……………………………………………………………………………Ⅲ
目 錄……………………………………………………………………………Ⅳ
圖 目 錄……………………………………………………………………………Ⅵ
表 目 錄……………………………………………………………………………Ⅸ
第 一 章 緒論…………………………………………………………………… 1
1.1 研究動機……………………………………………………………… 1
1.2 研究目的……………………………………………………………… 2
1.3 章節架構……………………………………………………………… 4
第 二 章 轉換器介紹…………………………………………………………… 5
2.1 電源轉換器…………………………………………………………… 5
2.2 線性式電源轉換器…………………………………………………… 5
2.3 切換式電源轉換器…………………………………………………… 6
2.4 共振式轉換器………………………………………………………… 12
第 三 章 鉛酸蓄電池…………………………………………………………… 16
3.1 電池起源與種類……………………………………………………… 16
3.2 物理電池與化學電池………………………………………………… 17
3.3 一次電池與二次電池………………………………………………… 17
3.4 鉛酸蓄電池介紹與原理……………………………………………… 18
3.5 鉛酸蓄電池充電方式………………………………………………… 20
第 四 章 無線電力傳輸………………………………………………………… 25
4.1 無線電力傳輸發展史………………………………………………… 25
4.2 無線電力傳輸方式介紹……………………………………………… 26
4.3 無線電力傳輸方式之比較…………………………………………… 30
第 五 章 電路設計……………………………………………………………… 32
5.1 電路架構……………………………………………………………… 32
5.2 無線共振槽之線圈製作與參數設計………………………………… 34
5.3 鉛酸蓄電池放電測試………………………………………………… 40
5.4 電路動作分析………………………………………………………… 44

第 六 章 IsSpice模擬與實際測量結果……………………………………… 58
6.1 轉換器電路模擬與實際測量電路參數……………………………… 58
6.2 IsSpice模擬圖與實際測量電路圖之比較………………………… 60
第 七 章 結論與未來展望……………………………………………………… 89
7.1 結論…………………………………………………………………… 89
7.2 未來研究方向………………………………………………………… 89
參考文獻…………………………………………………………………………… 91

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