升降压型主动箝位隔离型SEPIC转换器

南台科技大學電力電子研究室2020/2/261昇降壓型主動箝位隔離型SEPIC轉換器SoftSwitchingIsolatedSepicConverterwiththeBuck-BoostTypeofActiveClamp南台科技大學電力電子研究室2020/2/262前言簡介Sepic架構分析昇降壓型主動箝位隔離型Sepic架構實驗結果結論大綱南台科技大學電力電子研究室2020/2/263前言1.當綠色能源和環保的概念抬頭，傳統式線性轉換器的低效率和高損失已被市場所漸漸淘汰，取而代之是切換式功率轉換器(SwitchingPowerConverter)具有體積小、重量輕、效率高與較大的電壓輸入範圍而廣泛的應用於各領域中。南台科技大學電力電子研究室2020/2/264簡介1.本文提出一個昇降壓型主動箝位隔離型SEPIC轉換器。2.昇降壓型主動箝位並聯於變壓器的一次測，會吸收所有能量儲存於變壓器的漏感，進而提升效率。3.在主開關和輔助開關產生的延遲時間，在這段時間諧振電容和諧振電感會產生共振，而達到開關零電壓。4.關鍵字：SEPIC、柔性切換、零電壓南台科技大學電力電子研究室2020/2/265Sepic分析根據伏秒平衡，M(D)=D/(1-D)當D0.5→BoostM(D)=D當D0.5→BuckM(D)=1/(1-D)南台科技大學電力電子研究室2020/2/266Sepic開關切換分析開關打開開關關閉南台科技大學電力電子研究室2020/2/267系統架構圖1.昇降壓型主動箝位隔離型SEPIC轉換器LSVinSaCCcLrLmnp:nsDCoRiLiciLriLmioiCCiSaipisCr+VLm-iD+Vs-Vc+-VCc+-+Vp-南台科技大學電力電子研究室2020/2/268昇降壓型主動箝位電路的定義S為主開關，Sa為輔助開關，Cc為箝位電容，S、Sa行反相動作，即S導通Ss為截止；Sa截止時，S為導通。根據其動作特性，由伏-秒平衡式可得輸入電壓與箝位電容電壓之關係如下：VinDTs=VCc(1-D)Ts(1-1)(1-1)式中VCc為箝位電容之電壓，經由此式可以得到箝位電容之電壓為VCc=VinD\(1-D)LSVinSaCCcLrLmnp:nsDCoRiLiciLriLmioiCCiSaipisCr+VLm-iD+Vs-Vc+-VCc+-+Vp-南台科技大學電力電子研究室2020/2/2692.且主開關及輔助開關皆有零電壓導通的機制和降低開關截止時所產生的電壓突波。輔助開關Sa，整流二極體DTurnoff。主開關STurnon。輸入電流會對L充電，iL(t)=iL(t1)+Vin/L(t-t1)。VCr=VSds=0，Vp=-Vc，VLm=-VCLm/(Lm+Lr)，iLm(t)=iLr(t)=-ic(t)，is=iL-iLr，Vs=-VCLm/{n(Lm+Lr)}，iCc=0，outputpower由Co提供南台科技大學電力電子研究室2020/2/2610Stage1圖3時序圖t1tt2分析輔助開關Sa，DTurnoff。主開關STurnon。LSVinCLrLmCoRiLicisiLriLmioVc+-+VLm-+Vp-南台科技大學電力電子研究室2020/2/2611Stage2圖4時序圖t2tt3分析LVinCLrLmCoRiLicisiLriLmioCrVc+-+VLm-+Vp-主開關S，輔助開關Sa，整流二極體D，Turnoff南台科技大學電力電子研究室2020/2/2612Stage3圖5時序圖t3tt4分析主開關S，輔助開關Sa，整流二極體D，Turnoff。輔助開關寄生二極體，Turnon。LVinCLrLmCoRiLiciLriLmioiCCCciSa南台科技大學電力電子研究室2020/2/2613Stage4圖6時序圖t4tt5分析主開關S，輔助開關Sa，整流二極體D，TurnoffLVinCLrLmCoRiLiciLriLrioiCCCciSaSanp:nsipiD南台科技大學電力電子研究室2020/2/2614Stage5圖7時序圖t5tt6分析LVinCLrLmCoiLiciLriLmionp:nsCripRiD主開關S，輔助開關Sa，Turnoff整流二極體D，Cr，Turnon。南台科技大學電力電子研究室2020/2/2615Stage6圖8時序圖t6tt1分析LVinCLrLmCoiLiciLriLmionp:nsipRiDSiS主開關S，輔助開關Sa，Turnoff整流二極體D，主開關寄生二極體，Turnon。南台科技大學電力電子研究室2020/2/2616結論1.文中提出兩套系統架構和兩種控制策略，作為蓄電池儲存能量之控制管理。2.第一套系統為具電阻煞車功能的充電系統，此架構使用十二顆整流二極體和電阻煞車迴路，讓控制器具有充電和電阻煞車之功能。3.第二套系統為具MPPT功能的充電系統，此架構使用三顆整流二極體和三顆功率開關，利用單晶片控制功率開關達到最大功率追蹤、定電壓和定電流充電。4.最後，建立一個400W的獨立型風力發電系統，由實驗結果驗證本文之系統特性跟控制方法。南台科技大學電力電子研究室2020/2/2617參考文獻1.蘇華宗，“澎湖中屯風力發電介紹”，電機技師第93期，pp.39-48，民國91年6月。2.沈家民，“風力發電系統新式最大功率追蹤方法之研究”高雄應用科技大學碩士論文，民國96年6月。3.Z.Jiang,R.A.Dougal,“MultiobjectiveMPPTchargingcontrollerforstandalonePVpowersystemsunderdifferentinsolationandloadconditions,”IEEEIndustryApplicationsConference,Vol.2,pp.1154-1160,Oct.2004.4.T.Tafticht,K.Agbossou,A.Cheriti,M.L.Doumbia,“OutputPowerMaximizationofaPermanentMagnetSynchronousGeneratorBasedStand-aloneWindTurbine,IEEEInternationalSymposiumonIndustrialElectronics,Vol.3,pp.2412-2416,July2006.南台科技大學電力電子研究室2020/2/2618謝謝指教！！