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研究生: 張維哲
Wei-Je Chang
論文名稱: 應用於燃料電池高升壓比4-kW直流-直流轉換器之研製
Study and Implementation of a High Step-up Ratio 4-kW DC-DC Converter for Fuel Cell Applications
指導教授: 劉益華
Yi-Hua Liu
謝耀慶
Yao-Ching Hsieh
口試委員: 邱煌仁
Huang-Jen Chiu
劉宇晨
Yu-Cheng Liu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 96
中文關鍵詞: 升壓型轉換器全橋式串聯諧振式轉換器零電壓切換
外文關鍵詞: Boost converter, full-bridge series resonant converter, zero-voltage switching.
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本論文主要研製一台可應用於燃料電池之高升壓比直流-直流轉換器。電路共分為兩級,前級採用升壓型轉換器,利用PWM控制法,可獲得寬廣的增益範圍。後級採用全橋串聯諧振式轉換器實現零電壓切換,減少開關元件應力,提高輸出效率,並且在特性上可以進行電氣隔離。最後實現4 kW直流轉換器並進行量測與分析,實驗結果證實,在輸入電壓DC 64 V的情況下,兩級串接的整機滿載效率可達89.2%


This thesis aims to develope a high step-up ratio converter suitable for fuel cell applications. There are two stages in the circuit. The front stage is a boost PWM converter circuit to obtain a wide-range gain. The post stage is a full-bridge series resonant converter (SRC) with zero-voltage switching (ZVS) feature. By this soft-switching feature, it can reduce the stress on the power switches, raise the efficiency and achieve electrical isolation between input and output. Finally, a 4-kW prototype converter is implemented and tested. The experimental results are shown to verify the feasibility of the proposed circuit topology. A 89.2% full-load efficiency is achieved by the cascaded two-stage circuit under DC 64V input voltage condition.

目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 誌謝 VI 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 內文架構簡述 2 第二章 系統架構簡介 3 2.1 燃料電池簡介 3 2.2 升壓型轉換器之架構動作原理與數學分析 5 2.3 系統架構與考量 14 2.4 全橋串聯諧振式轉換器動作原理 15 2.5 理想R-L-C串聯電路的頻率響應 15 2.6 全橋串聯諧振式轉換器動作分析 17 2.6.1 SRC諧振模式 19 2.6.2 全橋串聯諧振式轉換器之動作狀態分析 21 2.7 全橋串聯諧振式轉換器之諧振槽參數分析 25 2.7.1 Q值對轉移函數的影響 26 2.7.2 K值對轉移函數的影響 27 第三章 電路設計參數與考量 29 3.1 升壓型轉換器電路設計 29 3.1.1 電路規格 29 3.1.2 功率級元件設計 30 3.1.3 控制IC TL494之介紹 37 3.2 全橋串聯諧振式轉換器電路設計 38 3.2.1 電路規格 39 3.2.2 功率級元件設計 39 3.2.3 控制IC UCC25600介紹 46 3.2.4 控制級元件設計 48 3.3 升壓型轉換器模擬 53 3.4 定頻開迴路全橋串聯諧振式轉換器模擬 54 3.5 損耗分析 56 3.5.1 升壓型轉換器損耗分析 57 3.5.2 定頻開迴路全橋串聯諧振式損耗分析 66 第四章 實測結果 71 4.1 升壓型轉換器實測波形 71 4.2 定頻開迴路全橋串聯諧振式轉換器實測波形 76 第五章 結論與未來展望 81 5.1 結論 81 5.2 未來展望 82 參考文獻 83

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無法下載圖示 全文公開日期 2021/08/31 (校內網路)
全文公開日期 2024/08/31 (校外網路)
全文公開日期 2024/08/31 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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