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研究生: 梁家豪
Cha-hao Liang
論文名稱: 控制區域網路通訊協定於並聯型直流-直流功率轉換器之應用
Implementation of Parallel Type DC-DC Power Converters Using Transmission Protocol
指導教授: 黃仲欽
Jonq-Chin Hwang
口試委員: 王順源
Shun-yuan Wang
王文智
Wen-jieh Wang
葉勝年
Sheng-nian Yeh
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: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 94
中文關鍵詞: 控制區域網路功率轉換器
外文關鍵詞: CAN.power converter
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本文旨在研製以數位信號處理器為基礎並聯之全橋式直流-直流功率轉換器,並採用控制區域網路為通信界面,作為各全橋式直流-直流功率轉換器之傳輸資料使用。在二組系統皆為正常狀態下時,採用主-僕(從)式之控制法則,主功率轉換器為電壓控制模式,僕功率轉換器為電流控制模式,並分擔負載所需之功率;若主功率轉換器發生故障時,則僕功率轉換器立即轉換為電壓控制以維持穩定供應之電壓源。如此,每台功率轉換器皆可獨立供電,亦可擴充為多機並聯以提升功率。本文之系統回授輸出側電壓及電流,並已完成電壓及電流閉迴路控制,其輸出電壓維持穩定而不受負載變動影響。當全橋式直流-直流功率轉換器之降壓模式操作時,採用相移式脈波寬度調變控制高壓側功率級電晶體之開關狀態,並使功率電晶體達成零電壓切換,降低切換損失。另者,本文利用控制區域網路與個人電腦通信,達到整體系統監視之目的。
本文以32位元數位信號處理器DSPTMS320F2812為控制核心,其電壓及電流閉迴路控制及相移式脈波寬度調變控制皆由軟體程式完成。本系統已完成單台約450W,二台約900W之並聯測試。每台功率轉換器皆可平均分擔負載電流及功率。


This thesis is concerned with the development of parallel full-bridge dc-dc power converter adopting the control area network as the communication interface. Under normal condition, the proposed system provides compensating reactive power using current-controlled mode. Whereas, if the mains fails, the system will supply power to the load with master/slave control. The master operates under voltage-controlled mode, while all the other power converters function under current-controlled mode. If power converter under voltage-controlled mode fails, one of the power converter under current-controlled mode will be changed to voltage-controlled mode to provide stable voltage. Thus, each power converter can either provide voltage source independently, or be connected with others in parallel for capacity expansion. The output voltage can be steady with voltage and current feedback control. In the buck mode, full-bridge dc-dc power converter are operated by phase-shifted control with soft switching to reduce switching loss. System monitoring is achieved by the communication between control area network and personal computer.
The control scheme of the system is implemented by a 32-bit digital signal processor DSPTMS320F2812. The voltage, current and phase-shifted control are conducted by software. Experiments with a single 450W and two paralleled modules amount to 900W are given. The result indicates that each power converter can share the required load current and power equally.

中文摘要Ⅰ 英文摘要Ⅱ 誌 謝Ⅲ 目 錄Ⅳ 符號說明Ⅵ 圖表索引Ⅷ 第一章 緒論 1.1 研究動機與目的1 1.2 相關論文回顧1 1.3 系統架構及本文特色2 1.4 本文大綱4 第二章 控制區域網路 2.1 前言5 2.2CAN之簡介5 2.3CAN之通訊協定方式6 2.4 CAN與其它通訊協定比較9 2.5CAN的架構與運作方式12 2.6CAN匯流排資料優先權判別方式14 2.7CAN各欄框之介紹15 2.7.1資料欄框15 2.7.2遠程欄框18 2.7.3錯誤欄框18 2.7.4過載欄框19 2.7.5間隔欄框空間20 2.8CAN錯誤格式種類21 2.9CAN 之時序分析22 2.10結語24 第三章 全橋式直流-直流轉換器 3.1 前言25 3.2 全橋式直流-直流轉換器分析與控制25 3.3 全橋式直流-直流功率轉換器之相移控制32 3.3.1 全橋式直流-直流功率轉換器之輸出電壓閉迴路控 制36 3.3.2 全橋式直流-直流功率轉換器之輸出電流閉迴路控 制38 3.4 並聯控制策略39 3.5 結語40 第四章 實體製作與實測 4.1前言41 4.2 硬體電路41 4.2.1 數位信號處理器之介面電路41 4.2.2 電壓回授電路43 4.2.3 電流回授電路45 4.2.4 閘極驅動電路46 4.2.5 控制區域網路通訊介面46 4.3 軟體規劃47 4.3.1 主程式流程圖47 4.3.2 電壓控制模式之軟體規劃50 4.3.3 電流控制模式之軟體規劃51 4.3.4 控制區域網路之軟體規劃53 4.4監視界面57 4.4.1 軟體界面57 4.5實測結果58 4.6結語70 第五章 結論與建議 5.1 結論71 5.2 建議72 參考文獻73 附 錄 A系統參數76 作者簡介77

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