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研究生: 蔡世鵬
Shih-peng Tsai
論文名稱: 3 kW鋰電池放電器研製
Study and Implementation of a 3-kW Discharger for Li-ion Battery
指導教授: 邱煌仁
Huang-jen Chiu
羅有綱
Yu-kang Lo
口試委員: 歐勝源
Sheng-yuan Ou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 鋰電池電流饋入倍壓整流電路主動箝位數位信號處理器輔助電源錯相式控制
外文關鍵詞: voltage-doubler circuit
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本論文旨在研究與研製鋰電池放電器,並以數位信號處理器實現數位控制。本論文選用的架構為主動箝位電流饋入式全橋直流-直流轉換器,並採用兩組並聯的方式實現,開關以錯相式方法控制,如此可以解決大電流的問題、降低輸入/輸出電流漣波及提升功率密度。二次側採用倍壓整流電路,使變壓器匝比減半,提升整體轉換效率。數位控制器協調控制電能轉換器模組間的開關閘極信號操作,包含錯相信號、電路保護、軟啟動等功能。另外設計輔助電源提供兩組輸出:Vcc1 (15 V/1.5 A)提供給驅動電路IC及電壓/電流感測器、Vcc2 (5 V/1 A)提供給數位信號處理器及保護功能電路。最後本論文設計、研製與測試一台3 kW鋰電池放電器,實驗結果驗證此系統的可行性,轉換效率亦可達90 %以上。


This thesis presents the study and implementation of a 3-kW discharger for Li-ion battery with digital control by using a Texas Instruments DSP chip. In order to carry out this research, a parallel interleaved active-clamp current-fed full-bridge DC-DC converter is proposed. The gate driving signals of the two converters are interleaved to solve the high current problem, reduce the current ripple and improve the power density. Furthermore, the turns of the transformer can be reduced by half by the voltage-doubler circuit at secondary side. A digital controller is in charge of coordinating the gate driving signals, including the interleaved operations, circuit protection, and soft start function, among various power converter modules. An auxiliary power supply is designed to provide two output voltages. Vcc1 (15 V/1.5 A) is supplied to driver IC and voltage/current sensors. Vcc2 (5 V/1 A) is supplied to the DSP digital controller and protection circuitry. Finally, a 3-kW discharger for Li-ion battery is designed, implemented and tested. Experimental results are shown to verify the feasibility of the developed system. A high conversion efficiency over 90 % can be achieved.

摘 要 i Abstract ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 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 研究內容 2 1.3 論文架構 3 第二章 錯相式主動箝位電流饋入式全橋轉換器動作原理分析 4 2.1 主動箝位電流饋入式全橋轉換器 4 2.1.1 主動箝位電流饋入式全橋轉換器電路穩態分析 5 2.1.2 CCM與DCM之邊界條件 14 2.2 錯相式主動箝位電流饋入式全橋轉換器動作分析 15 第三章 電路設計製作 23 3.1 主動箝位電流饋入式全橋轉換器電路設計 23 3.1.1 變壓器設計 23 3.1.2 電感器設計 25 3.1.3 輸出濾波電容器設計 26 3.1.4 功率開關設計 27 3.1.5 輸出整流二極體設計 29 3.1.6 諧振電感器與箝位電容器設計 30 3.2 輔助電源轉換器電路設計 31 3.2.1 控制IC UC3845介紹 32 3.2.2 變壓器設計 33 3.2.3 功率開關設計 36 3.2.4 輸出二極體設計 37 3.2.5 輸出濾波電容器設計 38 第四章 數位控制器分析與設計 40 4.1 數位信號處理器TMS320F28035之概述 40 4.2 錯相式主動箝位電流饋入式全橋轉換器數位控制分析 42 4.3 軟體流程規劃 43 4.3.1 初始化設定 43 4.3.2 軟體規劃流程 44 4.3.3 軟啟動 45 4.4 驅動與取樣電路設計 46 4.4.1驅動電路設計 46 4.4.2取樣電路設計 46 4.5 PID補償器介紹 48 第五章 模擬與實驗結果 50 5.1 電路模擬 50 5.2 電路實測波形 52 5.2.1錯相式主動箝位電流饋入式全橋轉換器實測波形 52 5.2.2輔助電源實測波形 63 5.3 整機電路轉換效率量測 64 第六章 結論與未來展望 66 6.1 結論 66 6.2 未來展望 67 參考文獻 68

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無法下載圖示 全文公開日期 2017/07/28 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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