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博碩士論文 etd-0620116-205652 詳細資訊
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論文名稱
Title
三相升壓整流器之研製與效能分析
Development and Performance Analysis of the Three-Phase Boost Rectifier
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
109
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2016-07-07
繳交日期
Date of Submission
2016-07-20
關鍵字
Keywords
三相全控升壓型整流器、正弦脈衝寬度調變控制法、微控制器、雙列直插型智慧型功率模組、功率因數修正器
Micro-Controller Unit, Dual-In-Line Package Intelligent Power Module, Power Factor Correct, Sinewave Pulse Width Module, Three Phase All-controlled Boost Rectifier
統計
Statistics
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中文摘要
本論文提出以微控制器(Microcontroller Unit, MCU)為控制中心,完成三相交流/直流之升壓型整流器之電路架構,並搭配正弦脈衝寬度調變控制方法,將三相交流電轉換成直流電並升壓輸出及對輸入電壓電流作功因修正。經軟體模擬與實驗結果可證明設計之系統及控制方法的可行性,另外硬體部份,分別以六顆功率開關及雙列直插型智慧型功率模組(IPM)進行實驗,驗證相同的控制方法可用於不同的硬體架構。最後,分析兩者於不同的輸入電壓與輸出功率下相對應的輸出響應圖形、功率因數及效能。
Abstract
This thesis presents the electrical structure of a three-phase AC/DC boost rectifier which is controlled by the microcontroller. And by using the way, sinewave pulse width module, to control the system, it can convert three phase AC input to DC output with boosting voltage and correct the power factor. According to the result of the simulation and experiment, the design and the control way to the system can be realized. As for the hardware of the system, there are two experiments for six power MOSFETs and IPM to prove they can be used with the same controlling method. Finally, the thesis also analyzes the response of the output, the power factor and power efficiency based on different input voltage and output power.
目次 Table of Contents
中文審定書 i
誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
圖次 vii
表次 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 系統架構及研究方法 3
1.3 論文大綱 5
第二章 轉換器介紹及控制策略 6
2.1 前言 6
2.2 功率因數修正原理介紹 6
2.2.1 功率因數定義 6
2.2.2 功率因數修正方法 8
2.2.3 電流導通模式 9
2.3 三相全橋升壓型整流器介紹與分析 10
2.3.1 三相全橋二極體升壓型整流器 10
2.3.2 三相全橋半控升壓型整流器 11
2.3.3 三相全橋全控升壓型整流器 12
2.3.4 三相全橋全控升壓型整流器之數學公式推導 13
2.3.5 各項整流器整理之優、缺點 15
2.4 三相全橋升壓型整流器的控制策略 16
2.4.1 間接電流控制法[3][4] 16
2.4.2 直接電流控制法[3] [9] 18
2.5 電流控制方法優缺點整理 27
第三章 系統架構介紹及軟體規劃 28
3.1前言 28
3.2硬體設計 29
3.2.1儲能電感設計 29
3.2.2輸出電容設計 30
3.2.3功率電晶體驅動電路 31
3.2.4交流電壓感測電路 38
3.2.5交流電流感測電路 40
3.2.6直流電壓感測電路 42
3.2.7直流電源供應電路 43
3.2.8 H級低壓乾式變壓器 45
3.3微控制器簡介 46
3.3.1ADC模組 48
3.3.2 ePWM模組 50
3.3.3 GPIO模組 53
3.3.4 PIE模組 55
3.3.5 IQ數學函式庫 58
3.4三相全橋升壓整流器控制方法分析 59
3.5三相全橋升壓整流器工作模式分析 61
3.6軟體規劃 65
3.6.1主程式規劃 66
3.6.2 三相全橋升壓型整流器程式規劃 67
第四章 模擬與實驗測試結果 68
4.1前言 68
4.2模擬結果 69
4.3三相升壓轉換器實驗結果 76
4.3.1 MOSFET實測結果 76
4.3.2 IPM實測結果 84
第五章 結論與未來展望 94
5.1結論 94
5.2未來展望 95
參考文獻 96
參考文獻 References
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