本論文之研究主題為設計正負脈衝電池充電法，使用較大的正脈衝電流對鋰電池充電，加快電池充電時間，並利用負脈衝放電電流讓極板之間的化學反應可以加速反應，最後設置一段休息時間，使充電效應得以均勻化，降低温度上升及提升電池壽命。在文中利用數位信號處理器控制單級返馳隔離式轉換器，對電池做大電流正脈衝快速充電，並利用返馳隔離式轉換器操作在DCM模式，配合電壓隨耦法具高功因的特性，達到功\因修正目的。再以CMOS開關串接電阻作為電池負脈衝放電，可以加速化學反應。本電路以實現具有功因修正之正負脈衝電池充電器，逹到高功因快速充電並兼顧電池壽命，並實驗量測電池電壓、充放電時間及電池溫度，瞭解正負脈衝電池快速充電之響應。最後加入二階段正負脈衝的深入放電，加強鋰電池化學反應，使得定電流充電得以充入更多的電量，達到鋰電池的限定電壓4.2V，才轉換為定電壓充電，縮短充電時間。

This thesis is to design a Positive/Negative pulse battery charger with a high positive pulse current to charge battery quickly , The negative impulsive discharge current is used to accelerate chemical reaction between pole plates be response. Finally, there is a rest time to let charging effect uniform and to reduce temperature so as to last battery life cycle. The thesis uses dsp to control the single-stage Flyback converter charging battery then combine flyback DCM model and voltage follower control to increase efficiency. The chemical reaction of the negative pulse discharging mode. CMOS switch series connection resistance would speed up . Finally we join two-stage positive/negative pulse battery deep discharging to strengthen the lithium battery chemical reaction and efficient reduce the charging time ,it causes the fixed current charge able to enter more electric quantities until achieving 4.2v lithium battery's definition voltage sufficiently then transforms into the fixed voltage charge. this circuit has reached the goal of high-power Factor and quickly charging to extend life cycle of battery In order to understand the influence of positive/negative pulse ,we measure voltage, temperature and time period of charging and discharging in the experiment.

中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VIII
第一章 簡介……………………………………………………..….……………...…1
1.1 前言.............................................................................................................1
1.2 研究動機……………………………………………….………………....1
1.3 研究方法…………….………………………………………………...….1
1.4 論文架構………………………………………………………………….3
第二章 鋰二次電池與充電技術介紹………………………………………………..4
2.1 電池介紹 ……………………………………….......................................4
2.1.1 電池等效電路……………………………………………………………5
2.2 鋰離子電池……………………………………………………………….8
2.3.1 鋰電池的化學原理……………………………........................................9
2.3.2 鋰電池正負極材料……………………………………………….…….10
2.3.3 鋰系電池探討…………………………………………………….…….11
2.3.4 鋰離子電池的充放電特性………………………………………..……13
2.3.5 延長鋰電池週期壽命…………………………………………………..13
2.4 鋰電池充電法則……………………….………..………………………14
2.4.1 脈衝(CP)充電法……………………………………………..……...… 14
2.4.2 正負脈衝（Reflex） 充電法 ….………………..……………………..15
第三章 返馳式轉換器設計與正負脈衝充電電路分析…………...…………….....16
3.1 功率因數的定義…………………………………….…………...……...16
3.2 功率因數修正方法……………………………………….……..….…...18
3.3 主動式功因修正控制方法……………………………………...……....19
3.3.1 主動式功因修正電路操作在連續導通模式（CCM）…………….…..19
3.3.2 主動式功因修正電路操作在不連續導通模式（DCM）........................21
3.4 返馳式轉換器設計………………………………………………...........22
3.4.1 返馳式轉換器工作原理…………………………………………...…...22
3.4.2 連續電流導通模式…………………………………………………......23
3.4.3 不連續電流導通模式……………………………………......................27
3.4.4 返馳式轉換器CCM/DCM邊界條件………………………...................28
3.5 返馳式轉換器之規格建立模式分析…………..………….....................29
3.5.1 返馳式轉換器模擬分析…………………………..……………………..30
3.6 正負脈衝電路..…………...…..…………………………………………33
3.6.1 正負脈衝電路時序分析…………………………………….…………...34
第四章 返馳式轉換器電壓隨耦法之功因修正電路設計與DSP控制程式製作…37
4.1 電壓隨耦法分析……………………………………………………..….37
4.2 硬體電路模擬分析……………………………..………….....................42
4.3 硬體電路建立及DSP程式製作………………………………..…..……46
4.3.1 電池正負脈衝快速充電原理簡介…………………………………..…..47
4.3.2 DSP程式規劃控制流程………………….……………………….…….49
4.3.3 ＡＤ５９０溫度感測介紹及製作…….………………………………...55
4.4 硬體電路建立配合TI2407DSP開發板實驗分析….…..………..………57
4.4.1 Flyback轉換器與配合DSP模擬板組硬體電路……………….……….58
4.4.2 負載為12 電阻之實驗結果…………………………………..………..59
第五章 正負脈衝充電實驗………………………………………………................62
5.1 正負脈衝充電實驗結果……………………….…………………………62
5.1.1 改變正負脈衝頻率及正脈衝實驗………………………………………63
5.1.2 改變正脈衝電流大小之實驗…………………….……………………...69
5.1.3 改變負脈衝責任週期之實驗……………………………………………70
5.1.4 改變負脈衝電流之實驗…………………………………………………72
5.2 二階段正負脈衝充電之實驗…………………...………………………73
5.2.1 改變第二階段正脈衝週期時間之實驗…………………………………74
5.2.2 改變第二階段負脈衝週期時間之實驗…………………………………75
第六章 結論與未來展望………………………………………………………77
6.1 結論…………….……………………………………..……..……………77
6.2 未來研究發展…………………………………………..………………...77
參考文獻………………………………………………………………………..79

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