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研究生: 許毅慶
I-ching Hsu
論文名稱: 高壓電動車充電系統之研製
Design and Implementation of a High-Voltage Charging System for Electric Vehicles
指導教授: 羅有綱
Yu-kang Lo
邱煌仁
Huang-jen Chiu
口試委員: 鄭世仁
Shih-jen Cheng
馬紅波
none
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: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 136
中文關鍵詞: 電流饋入式全橋功率因數修正器交錯式降壓轉換器三階段充電
外文關鍵詞: urrent-fed full-bridge power factor corrector, interleaved buck converter, three-stage charging
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  •   本文旨在研究適用於電動車快速充電站的充電系統,並以數位控制實現此系統的電能轉換器。本系統的電能轉換器,採用電流饋入式全橋AC-DC功率因數修正器與交錯式降壓型DC-DC轉換器。前級電流饋入式全橋功率因數修正器用以達成高功率因數、低輸入電流諧波目的;後級交錯式降壓型轉換器用以減少輸出電流漣波。此外,本系統使用三階段充電策略以延長電動車鋰電池使用壽命,亦具有電池過充、短路保護以及風扇轉速控制,以提高整體系統使用上的穩定度。本文實作一台規格為輸入電壓300 VAC,輸出電壓400 V,輸出功率為6 kW的高壓電動車充電系統雛形電路,用以驗證此控制方式與架構之可行性。


      His thesis aims to study a digital-controlled fast charger system for electric vehicle applications. The studied charger system consists of a current-fed full-bridge AC-DC power factor correction (PFC) converter and an interleaved Buck DC-DC converter. The current-fed full-bridge PFC converter is used to achieve high power factor and low input current harmonics. The interleaved Buck converter is implemented to reduce the output current ripple. A three-stage charging scheme is adopted to prolong the battery lifetime of electric vehicles. The over-charging protection, short-circuit protection, and fan-speed control are also realized to improve the reliability. A 6-kW laboratory prototype with system specifications of 300-VAC input voltage and 400-V output voltage was implemented and tested to verify the feasibility.

    摘 要i Abstractii 誌 謝iii 目 錄iv 圖目錄viii 表目錄xi 第一章 緒論1 1.1 研究動機與目的1 1.2 內容大綱3 第二章 電動車充電技術簡介5 2.1 電動車發展類型5 2.1.1 油電混合動力車5 2.1.2 插電式油電混合動力車6 2.1.3 純電動車7 2.2 電動車電池類型7 2.3 電動車充電系統11 2.3.1 傳導式充電系統11 2.3.2 感應式充電系統12 2.4 電動車充電法13 2.4.1 定電壓(CV)充電法13 2.4.2 定電流(CC)充電法14 2.4.3 定電流/定電壓充電法15 2.4.4 脈衝充電法16 2.4.5 ReflexTM充電法17 第三章 電動車充電系統簡介19 3.1 充電系統模組介紹19 3.2 電動車充電系統架構介紹20 3.2.1 電磁干擾濾波器20 3.2.2 功率因數修正電路22 3.2.3 穩壓濾波電容22 3.2.4 交錯式降壓電路23 3.2.5 微控制晶片24 第四章 電流饋入式全橋功率因數修正器架構與原理27 4.1 功率因數與總諧波失真之關係27 4.2 功率因數修正電路的控制方法29 4.2.1 電路架構分類比較29 4.2.2 電流的控制原理分類30 4.3 電流饋入式全橋功率因數修正器動作原理與分析33 4.3.1 電路動作原理33 4.3.2 連續導通模式之穩態分析35 4.3.3 電流饋入式全橋轉換器CCM與DCM之邊界條件39 4.4 小信號模型分析40 第五章 交錯式降壓型轉換器架構與原理48 5.1 降壓型轉換器架構與動作原理與分析48 5.1.1 電路動作原理48 5.1.2 連續導通模式之穩態分析49 5.1.3 降壓型轉換器CCM與DCM之邊界條件52 5.2 交錯式降壓型轉換器架構與動作原理53 5.3 小信號模型分析57 第六章 功率元件與數位控制器設計65 6.1 電流饋入式全橋轉換器功率元件設計65 6.1.1 變壓器設計66 6.1.2 儲能電感設計68 6.1.3 輸出濾波電容設計69 6.1.4 功率開關設計70 6.1.5 輸出整流二極體設計71 6.1.6 橋式整流器選擇72 6.2 交錯式降壓型轉換器功率元件設計72 6.2.1 儲能電感設計73 6.2.2 輸出濾波電容設計75 6.2.3 功率開關設計75 6.2.4 飛輪二極體設計76 6.3 微控制器軟體架構與流程規劃76 6.3.1 數位控制架構77 6.3.2 數位補償器設計79 6.3.3 程式控制流程說明89 第七章 實測波形與數據100 7.1 電流饋入式全橋功率因數修正器之量測結果100 7.1.1 實測波形101 7.1.2 實測數據105 7.2 交錯式降壓轉換器之量測結果107 7.2.1 實測波形107 7.2.2 實測數據113 7.3 整機量測結果115 第八章 結論與未來展望116 8.1 結116 8.2 未來展望117 參考文獻118

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    無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/04 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
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