失真輸入電壓反流模式之穩態實作 失真輸入電壓反流模式之穩態實作 失真輸入電壓反流模式之穩態實作 失真輸入電壓反流模式之穩態實作

在本節的實驗當中以失真電壓輸入並在負載端加入一穩定電流，為了方便比較我們 讓整流模式以及反流模式，在輸入端觀察下保持相同的功率輸出/輸入，依據功率 300W、400W、500W，負載端加入定電流 3.464A、4A、4.472A，輸出電壓仍穩定於 173.2V、

200V、223.61V，此時利用示波器量測輸入電壓及輸入電流波形圖如圖 5.10 所示，各次 電流諧波如表 5.4 所示。 (a)300W (b)400W (c)500W

表 5.4 反流模式失真輸入電壓下各次電流諧波及其THD_i 電流諧波

(單位：A) 300W 400W 500W 1(基本波) 2.94 3.8671 4.75

3 0.2435 0.3571 0.4843 5 0.2442 0.2472 0.2976 7 0.0382 0.0276 0.0477 9 0.0654 0.0713 0.0783 11 0.0457 0.0423 0.0456 13 0.0274 0.0261 0.0284 15 0.0372 0.0357 0.0397 17 0.0292 0.0262 0.0305 19 0.0212 0.0191 0.023 THD i 12.70% 11.62% 12.30%

61

5.4.3 暫態暫態暫態暫態實作實作實作實作

在本小節中將針對系統直流鏈併聯一 DC 電壓源，將其操作在 CC 的模式下，使之 能夠提供一穩定之電流，下圖為I 從_cc 0 安培增加至 4.5 安培的暫態響應，在 0.2 秒內電 流I 的變化，輸入電流也平穩的改變其相位。 _cc

ms 20 0A

5A

190V 200V 210V

-5A 0 50V

v

i

Icc

Vo

圖 5.11 I 由_cc 0 安培增加至 4.5 安培之暫態響應

下圖為I 由_cc 4.5 安培驟降為 0 安培的響應圖，從圖中可以觀察到這次將I 變化時_cc 間縮短為 0.02 秒，其造成的輸出電壓擾動達 20 伏，此擾動電壓大小值也與輸出直流側 之電容有關，而輸入電流擾動最高可達 14 安培左右。

0A 5A

190V 200V 210V

-5A 0 50V

v

i

Icc

ms 20

Vo

圖 5.12 I 由_cc 4.5 安培驟降至 0 安培之暫態響應

63

表 5.7 500W 輸入電流諧波與規範比較 輸出功率

諧波次數

IEEE

519 A 類規範 D 類規範

理想輸入 電壓整流

模式

失真輸入 電壓整流

模式

理想輸入 電壓反流

模式

失真輸入 電壓反流

模式 1-基本波

(單位:A) 5.0671 4.2437 4.75

3 0.48 2.3 1.700 0.3542 0.0949 0.4603

5 0.48 1.14 0.950 0.0704 0.1275 0.2976

7 0.48 0.77 0.500 0.0502 0.0915 0.0477

9 0.48 0.4 0.250 0.0398 0.0381 0.0783

11 0.21 0.33 0.175 0.0252 0.0249 0.0456

13 0.21 0.21 0.148 0.0191 0.0372 0.0284

15 0.21 0.15 0.128 0.0166 0.0196 0.0397

17 0.19 0.132 0.113 0.012 0.0146 0.0305

19 0.19 0.118 0.101 0.0121 0.0203 0.023

THD_i 5.14% 4.32% 12.3%

5.6 實驗改善方向 實驗改善方向 實驗改善方向 實驗改善方向

本論文末將針對實作的誤差，提出幾點本實驗可改善的方向：

1. 在主電路開關的選用上，因成本考量 4 顆 IGBT 開關以及 4 個背接二極體均為獨 立的元件，其各自之導通壓降、截止時間、導通時間彼此間均有些許誤差，若能 夠將此主電路以一個整合封裝形式之開關，則能改善其效能。

2. 在實驗中與直流鏈並接之 DC 電流源不盡理想，緩充電容不足，無法提供一穩定 直流，因此無法觀測若在一穩定直流提供下，反流模式是否與模擬相同，但是本 實驗結果仍可以顯示出在一個不穩定並接 DC 電流源，本系統仍可保持一定的穩 定度，並且符合規範。

3. 實驗的輸入端放置一個可調式變壓器，當輸入為 60HZ下，此變壓器內部的內阻

65

第 第 第

第六 六 六 六章 章 章 章 結論 結論 結論 結論

總結以上實驗歸納 總結以上實驗歸納 總結以上實驗歸納

總結以上實驗歸納，，，，若是要採用本系統若是要採用本系統若是要採用本系統若是要採用本系統，，，，可有以下優點可有以下優點可有以下優點可有以下優點：：： ：

1. 本電路結構簡單，相較於傳統之電流控制迴路減少了一個迴圈，因此可降低電路 複雜造成的誤差與雜訊。

2. 因為取消了電流迴路，減少了電流感測器，因此可以有相較於電流迴路控制更便 宜的電路費用。

3. 在本控制推導中即針對當系統操作於輸入電壓失真嚴重，仍可因輸入電壓迴授的 方法，將其失真輸入電壓項完全與輸入電流獨立，因此理論上輸入電流不會因輸 入電壓而有任何影響，且仍保持為理想弦波，應用範圍廣泛。

亦有缺點 亦有缺點 亦有缺點

亦有缺點存在存在存在存在：：：：

由於無感測輸入電流，因此我們必須先得知電感的感值以及內阻值，其值精確程度 將與 PFC 效果成正比。

本系統未來展望 本系統未來展望 本系統未來展望 本系統未來展望：：：：

可將本控制理論應用於其他的全橋系統電路，例如圖 1.4(c)、(d)之全橋系統加入第 三臂以及電容或是電感，配合減少輸出電壓漣波，更加精進本控制法的效能以及精確性。

參考 參考 參考

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