返馳式轉(zhuǎn)換器之功因修正電路模組并聯(lián)運轉(zhuǎn)paralleloperation(編輯修改稿)
2024-08-17 13:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由上式得知開關(guān)導(dǎo)通率的臨界上限值 D(max)為： 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P18 由 (31)式得知變壓器一次側(cè)線圈電感值為： 其中 η、 Po 與 fs 分別為效率 、 輸出功率與開關(guān)切換頻率 。 將 (43)式代 入 (45)式後 ， 整理得到： 經(jīng)整理可得： 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P19 從上式可以得知當輸入電壓越小時 ， 變壓器一次側(cè)線圈電感的上限值越小 ，因此 ， 為了確定電感電流在 DCM， 變壓器一次側(cè)線圈電感的臨界上限值Lp(B)為： 其中 Vm(min)值的設(shè)定需依據(jù)表 41 模組電路規(guī)範 ， 應(yīng)為輸入電壓 AC 90V 的峰值 127V， 變壓器一次側(cè)線圈電感值必須小於 (48)式之 Lp(B)。 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P20 依據(jù)上述的公式，表 42 為模組電路參數(shù)： 表 42 模組電路參數(shù) 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P21 如圖 31 之 LC 濾波器其 Lm=, Cm= ， 首先測量單模組對應(yīng)不同的輸入電壓及輸出功率時 ， 模組的功率因數(shù) 、 總諧波失真及效率等基本資料 。 圖 41 為單組返馳式轉(zhuǎn)換器功因修正電路之運轉(zhuǎn)效能 ， 電路之輸入電壓 90V至 130V之間 ， 輸出電壓在 DC 48 V， 輸出功率範圍在 10VA至 100VA，間隔 10VA所量測之功率因數(shù) 、 總諧波失真及效率 。 圖 41(a)顯示不論輸出功率大小其功率因數(shù)超皆過 。 圖 41(b)顯示輸出功率超過 20VA 時總諧波失真皆在 5%以下 。 證實返馳式轉(zhuǎn)換器功因修正電路模組具備優(yōu)良功因修正特性 。 圖 41(c)則顯示轉(zhuǎn)換器的效率在輸出功率 20VA 以上時 ，率可超過 ， 最高到達 。 而輸出功率低於 20VA 時 ， 由於開關(guān)之切換損失佔有較大比例 ， 因此效率不佳 。 當輸出功率 100VA 而且輸入電壓較低時 ， 由於開關(guān)導(dǎo)通率 D 比較大 ， 因此開關(guān)的傳導(dǎo)損失增加 ， 使效率下降 。 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P22 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P23 多模組並聯(lián)操作 單模組指單一功因修正電路模組未並聯(lián)其他模組的情況，故輸出濾波電容只有模組一個，未連接其他濾波電容。依據(jù) (34)式，調(diào)整導(dǎo)通率可改變輸出功率，進而調(diào)整輸出電壓。圖 47 為單模組運轉(zhuǎn)時輸出電壓 Vo、輸出電流 Io 及電感電流 ip波形圖。圖 47(a)顯示調(diào)整前輸出電壓為 39V，此時開關(guān)導(dǎo)通率 D 為 。欲調(diào)整輸出電壓到達 48V，則依據(jù) (34)式： 開關(guān)導(dǎo)通率應(yīng)該調(diào)整為 。經(jīng)觸發(fā) CPLD 調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通率後，模組開始增加輸出功率，輸出電壓逐漸到達 48V。圖 47(b)則顯示輸出電壓 52V，此時之開關(guān)導(dǎo)通率 D=。若希望將輸出電壓降至 48V時，依據(jù) (34)式需調(diào)整關(guān)導(dǎo)通率 D=。經(jīng)觸發(fā) CPLD 調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通率後，模組輸出功率開始低，輸出電壓逐漸降至 48V。圖 47顯示之 trigger 為微控制器輸出導(dǎo)通率參數(shù)至 CPLD 的訊號變化，此時輸出電壓平均值經(jīng)觸發(fā)調(diào)整導(dǎo)通率後，延遲一段時間才到達穩(wěn)定值。 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P24 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P25 結(jié) 論 本文的研究總結(jié)如下： 一 、 返馳式功因修正電路電感電流於 DCM 時 ， 電路本身具有良好的功因改善效果 。 本文提出並聯(lián)模組架構(gòu) ， 以相同導(dǎo)通率之平均相位移開關(guān)訊號驅(qū)動模組 ， 證實於高輸出功率時總輸入電流在 CCM， 降低峰值電流 ， 可兼具兩者之優(yōu)點 。 並使運轉(zhuǎn)之模組電流自然均勻分配 ， 簡化控制電路 。 二 、 本文提出之調(diào)節(jié)輸出功率方法能於較低輸出功率時以較少模組運轉(zhuǎn)；且各組分別操作在較高效率範圍；而獲整體較高效率 。 確實可改善單一大容量電路於低輸出功率時效率不佳之缺點 。 但於較高輸出功率時效率些微下降 ， 本電路仍有待改進 。 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P26 三 、 電路同時具備調(diào)整運轉(zhuǎn)模組數(shù)及開關(guān)導(dǎo)通率功能 ， 可迅速調(diào)節(jié)輸出功率進而維持輸出電壓 。 並於運轉(zhuǎn)之模組數(shù)改變時輪調(diào)備用模組加入運轉(zhuǎn)或停止運轉(zhuǎn)中模組 ， 增加系統(tǒng)可靠度 。 四 、 各模組主動開關(guān)切換為相同的固定頻率 ， 有利於 EMI 濾波器設(shè)計 。 五 、 平均相位移波形產(chǎn)生電路及模組輪調(diào)電路由 CPLD 元件合成 ，CPLD 容量大具備高擴充彈性 ， 欲增加並聯(lián)模組規(guī)模只須稍微修改VHDL 程式即可完成 ， 能快速實現(xiàn)電路 。 2022/8/18 南臺科技大學(xué)電力電子實驗室 P27 參考文獻 [1] J. S. Subjak and J. S. Mcquilkin, “Harmonics Causes, Effects, Measurements,and Analysis: An Update,” IEEE Tra
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1