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第六章 結論與建議

電壓漣波 2. 72V。

(ch1:2A/div,ch2、ch3:20V/div,ch4:100V/div,2.5ms/div)

圖 5-39 輸入電壓 30V,Vcw*

= 170V,實際 Vcw =170.0V,

電壓漣波 2.72V。

(ch1:2A/div,ch2、ch3:20V/div,ch4:100V/div,2.5ms/div) Sc1

Vcw

iL

iL

Vcw

Sc1

圖 5-40 輸入電壓 25V,Vcw*

= 200V,實際 Vcw =198.0V,

電壓漣波 3.12V。

(ch1:2A/div,ch2、ch3:20V/div,ch4:100V/div,2.5ms/div)

圖 5-41 輸入電壓 30V,Vcw*

= 200V,實際 Vcw =206.0V,

電壓漣波 3.44V。

(ch1:2A/div,ch2、ch3:20V/div,ch4:100V/div,2.5ms/div) iL

Vcw

Sd1

Sc1

iL

Vcw

Sd1

Sc1

第六章 結論與建議

6-1 結論

本專題重點在於研製基於 Cockcroft-Walton(CW) 倍壓電路之高 升壓比直流/直流升壓轉換器(簡稱 CW 升壓轉換器),完成 CW 轉換 器結合太陽能模組、 CW 轉換器結合多階式二極體鉗位變頻器、

CW 轉換器 PI 穩壓控制,且 CW 轉換器可藉由提高開關切換頻率 fc 來降低輸出連波電壓(由公式 3-32 得知),其中再生能源發電系統 之功率轉換器與控制策略上,完成以 Cockcroft-Walton(CW) 為依據 之直流/直流高升壓比轉換器系統電路,並藉由擾動觀察法做為太陽 能最大功率點追蹤控制策略,使轉換器輸出太陽能光電板在當時日照 溫度環境下所能輸出之最大功率,且高升壓比轉換器能改善太陽能模 組之低電壓輸出特性,並以 VR 記錄器,記錄整日功率變化以驗證 太陽能最大功率追蹤控制策略之正確性。

6-2 建議

本專題已完成三部分 Cockcroft-Walton(CW) 倍壓轉換器之應用 與控制,包含太陽能最大功率追蹤之實作、配合多階式二極體鉗位變 頻器,產生單相 60 赫茲之可控交流電壓源、PI 穩壓控制等,但仍 有許多地方需要改進,對於未來的研究方向可由下幾方面發展:

1. 本系統並無電池儲能功能,故在太陽能最大功率追蹤轉換器輸出 電壓方面,需考慮是一個變動的高直流電壓值,所以建議可直接 用在靜電除塵器及空氣清淨機等不需穩定電源供應之高壓應用方 面(由於本專題是用二階倍壓電路所以輸出電壓沒有很高,可以藉 由增加倍壓電路階數來提高輸出電壓)。

2. 可將太陽能模組與 CW 轉換器及多階式二極體鉗位變頻器做結 合,將輸出之高直流電壓直接轉換為變動高交流電壓值,但頇考 量到系統功率傳遞等問題,之後也可與單相馬達做結合,但需做 到輸出交流電壓大小及頻率的控制,方能使太陽能輸出之最大功 率轉移至馬達上,使馬達在安全規範內運轉。

3. 本系統數位處理器是使用 PIC18F8722 ,此顆晶片的工作效能相 較於數位信號處理器(DSP) TMS320F2812 或其它系列來看是較低 的,所以在開關訊號切換程式設計上沒辦法做到最理想的開關狀 態,故建議可採用較高工作效能之數位信號處理器來改善開關觸

發信號不理想的問題。

4. 本系統所使用的開關甚多,故開關切換損失相對增加許多,故建 議使用軟切換方式,來降低開關切換損失,以提高系統轉換效率。

5. 在 Cockcroft-Walton(CW) 倍壓電路中,電容是使用額定電壓為 400V 、電容值為 470µF 的電解質電容,電解質電容會因為內部 絕緣劣化,而導致電容壽命減短,故可以採用雙極性電容來延長 電路使用壽命,但相較於電解質電容,雙極性電容的電容值很小,

故輸出電壓漣波會上升,可藉由提高開關切換頻率 fc 降低輸出電 壓漣波,解決電容值過低的問題。

參考文獻

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[2]王寶勝,「以數位信號處理為基礎之具可控整流風力與太陽能複合 發電系統之研製」,碩士學位論文,國立台灣科技大學,中華民國 九十八年七月一日。

[3]林忠榮,「太陽能電池儲能系統之研製」,碩士學位論文,國立雲 林技術學院,中華民國八十五年七月。

[4]張建偉,太陽能電池最大功率點追蹤之研究,碩士學位論文,國 立成功大學,中華民國九十八年一月。

[5]廖建堯、簡政賢、江崇慶,「太陽能供電數位變頻放大器之研製」,

實務專題技術報告,國立台灣科技大學,中華民國九十八年。

[6]巫昇峰、莊克銘,「變壓器式多階變頻器製作」,實務專題技術報 告,國立台灣科技大學,中華民國九十三年10月。

[7]巫昇峰,「基於曲折繞接線變壓器及特定諧波消除之三階層反流器 研製」,碩士學位論文,國立台灣科技大學,中華民國九十六年七 月六日。

[8]王良弘,「基於特定諧波消除之多階層電流源變頻器研製」,碩

士學位論文,國立台灣科技大學,中華民國九十八年一月五日。

[9] Mohan Undeland Robbins、江炫樟編譯,Power Electronics Third Edition,全華圖書股份有限公司,2003年。

[10] Microchip PIC18F8722 Data Sheet, 2004 Microchip Technology Inc。

附錄

1.傳統升壓電路、電壓電流回授與開關驅動等周邊電路 Schematic 。

2. CW 升壓轉換器電路、電壓電流回授與開關驅動等周邊電路 Schematic 。

3.三階層二極體鉗位變頻器 Schematic 。

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