簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 朱辰諺
Chen-Yen Chu
論文名稱: 三階雙向半橋式串聯-串聯諧振轉換器
Three-Level Bi-Directional Half-Bridge Series-Series Resonant Converter
指導教授: 邱煌仁
Huang-Jen Chiu
林景源
Jing-Yuan Lin
謝耀慶
Yau-Ching Hsieh
口試委員: 邱煌仁
Huang-Jen Chiu
林景源
Jing-Yuan Lin
謝耀慶
Yau-Ching Hsieh
黃仁宏
Ren-Hong Huang
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: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 103
中文關鍵詞: 多階串-串諧振轉換器雙向功率轉換變頻調壓元件電壓應力均壓柔切技術
外文關鍵詞: Multi-Level Series-Series Resonant Converter, Bi-Directional, Adjustable Voltage, Components Voltage Stress Equalization, Soft Switching Technology
相關次數: 點閱:327下載:8
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本論文主要研製一台應用於直流微電網之雙向隔離型三階半橋式串聯-串聯諧振轉換器,一次側與二次側所有元件皆對稱,透過箝位二極體與箝位電容之三階箝位架構來提供適當的電流路徑使功率開關達到零電壓切換,並且再搭配數位信號的控制使一次側與二次側諧振槽端點跨壓皆達到三步方波,可使變壓器、諧振槽、功率開關以及其他元件的電壓應力主動平衡在一半的輸入電壓與一半的輸出電壓。
      依據規格制訂而設計的串聯-串聯諧振槽,搭配變頻的操作方式可達到輸入電壓380V、輸出可調壓300V至400V、輸出定電流5A,功率開關的電壓應力挑選僅300V之規格來驗證此架構能夠降低電壓應力,並且探討了三階層架構的均壓能力。搭配數位信號處理器的實現,實測結果顯示滿載效率可達到95%以上。


    This thesis aims to develop a Three-Level Bi-Directional Half-Bridge Series-series Resonant Converter for DC micro-grid. Using dual resonant tanks, all components at the primary and secondary sides are the same. The clamped diode and capacitor with three-level circuit architecture can provide an appropriate current path to achieve zero-voltage switching on power switches. By using digital control method, both voltage across the primary side and the secondary side of the resonant tanks approach three-step square wave. In other words, the voltage stress of transformers, resonant tanks, power switches, and other components can be equalized to half of the input voltage and half of the output voltage.
    The dual resonant tanks designed according to the specifications of Three-Level Bi-Directional Half-Bridge Series-series Resonant Converter, that can operate in Region-1 and Region-2, ranges up to 380V input voltage, can adjust output voltage from 300V to 400V and can output at a constant 5A current. In order to verify that this architecture can reduce voltage stress, the voltage rating of the power switches is selected only 300V. This thesis also discusses about the voltage equalization capability of the three-level architectures. A digital signal processor (DSP) chip is used as the digital controller of this converter. The measured efficiency can be up to 95% under different load conditions.

    摘 要 Abstract 誌 謝 目 錄 圖索引 表索引 第一章 緒論 1.1研究動機與目的 1.2章節大綱 第二章 高壓電能轉換器 2.1微電網系統簡介 2.2多階層諧振電路應用 2.2.1半橋串聯諧振轉換器簡介 2.2.2應用多階層架構減少電壓應力 2.3多階層架構簡介 第三章 三階半橋串聯諧振電路分析 3.1半橋式箝位二極體架構與控制 3.1.1動作區間分析 3.1.2 均壓能力原理與分析 3.2 半橋式箝位電容架構與控制 3.2.1 動作區間分析 3.2.2 均壓能力原理與分析 3.3半橋式箝位二極體與電容之架構與控制 3.3.1動作區間分析 3.3.2均壓能力原理與分析 3.4三階半橋式架構優劣勢與比較 第四章 三階雙向半橋式串聯-串聯諧振轉換器 4.1架構介紹與開關控制信號 4.2二次側同步整流與三階層實現均壓之控制與研製 4.3操作在Region-2動作區間分析 4.4操作在Region-1動作區間分析 第五張 電路設計與參數選用 5.1電路規格制定 5.2諧振槽設計 5.2.1串-串諧振轉換器電壓增益函數 5.2.2變壓器設計 5.2.3諧振電感 5.2.4諧振電容 5.3功率元件選用與設計 5.3.1功率開關選用 5.3.2箝位二極體選用 5.3.3箝位電容設計 5.4功率開關驅動信號的簡介與實現 第六章 電路模擬與實作 6.1模擬波形 6.2電路實作驗證 6.2.1實作波形 6.2.2實作數據 第七章 結論與未來展望 7.1結論 7.2未來展望 參考文獻

    [1] Y. Wamg, Y. B. Zhang, D. L. Zhao and H. Huang, “The Technical Trends and Suggestions on the Development of DC Power Grid,” in Proc. International Conference on Power System Technology,2014, pp.1975-1979.
    [2] D.V. Hertem and M. Ghandhari, “Multi-terminal VSC HVDC for the European supergrid: Obstacles,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 14, no. 9, pp. 3156-3163, 2010.
    [3] F. Canales, P. M. Barbosa, J. M. Burdio, and F. C. Lee, “A Zero Voltage Switching Three-Level DC/DC Converter,” in Proc. International Telecommunications Energy Conference, 2000, pp.512-517.
    [4] L.Corradini, D.Seltzer, D.Bloomquist, R.Zane, D.Maksimovic and B.Jacobson, “Zero Voltage Switching Technique for Bi-Directional DC/DC Converter,” in Proc. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, 2011, pp.2215-2222.
    [5] 王釗桴,高功率隔離雙向三相直流-直流轉換器研製,國立台灣科技大學電子工程系博士論文,2014。
    [6] 蘇劍、劉海濤、吳鳴、李蕊、呂志鵬、季宇、李洋、于輝以及梁惠施,分布式電源與微電網併網技術,中國電力出版社,2015年,第139-153頁。
    [7] Chung-Hsin Electric and Machinery Manufacturing Corporation, Micor-Grid Introduction.
    [8] Wikipedia, High-Voltage Dircet Current.
    [9] 陳建伯,碳化矽模組應用於微電網型雙向直流隔離式轉換器之研究,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2016年。
    [10] 陳基漳,新式3階段切換技術應用於直流/直流轉換器及直流/交流變流器之設計,國立交通大學電機與資訊學院電機與控制學程碩士論文,2006年。
    [11] 張濬哲,高壓雙向半橋式三階串聯諧振轉換器,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2017年。
    [12] 簡宏儒,三階三相諧振式直流-直流轉換器研製,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2017年。
    [13] 蘇英傑,1 MHz LLC型半橋串聯諧振轉換器,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2017年。
    [14] 陳啟超,紀延超,王建績,雙向CLLLC諧振型直流變壓器的分析與設計,中國電機工程學報,第34卷第18期。
    [15] 吳義利,切換式電源轉換器原理與實用設計技術,文笙書局股份有限公司,2015年。
    [16] IXYS Advance Technical Information X3-Class HiPerFET Power MOSFET IXFH56N30X3.
    [17] CREE C3D20060D Silicon Carbide Schottky Diode Z-REC RECTIDIER.
    [18] Texas Instruments, “Piccolo Microcontrollers,” Data Sheet, Jun, 2016.
    [19] 李政諺,高校能雙向三相直流-直流轉換器研製,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2016年。
    [20] 林文韜,高功率隔離型雙向直流-直流轉換器研製,國立台灣科技大電子工程系碩士論文,2016年。

    QR CODE