高效率電力電子變壓器
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- 領域:電機與電子工程
- 研發教師:羅國原
- 技術說明: 傳統AC/AC轉換多以採用電磁轉換的低頻變壓器進行升降壓,變壓器多為60Hz或50Hz的交流變壓器,體積較大且重量較重,使用上有諸多不便,若不使用電力電子技術進行變壓,裝置體積無法縮小。
使用開關元件來達成變壓之效果,因只有一級高頻切換的電力級,故可提高轉換效率並簡化電路複雜度,輸入採用被動低頻橋式整流,輸出採用主動低頻橋式整流,因使用高頻開關元件,較相同規格之變壓器,體積和重量縮小、效率更佳。
- 創新特色: 1.利用切換電容器技術進行AC/AC轉換:改善採用電磁轉換的低頻變壓器之體積較大且重量較重的問題,且傳統變壓器會因功率增大,體積與重量也隨之增加。
2.電壓調整率:採用交錯式電荷汞(Charge Pump)之架構,第一電荷汞休息時,轉由第二電荷汞對負載放電,因此負載端漣波頻率增加,可降低輸出漣波大小,進而將電壓調整率變小。
3.效率:只使用單級高頻電能轉換,可提升其轉換效率並簡化其控制電路複雜度,僅使用開迴路,其中硬體安全輸出最大功率約為450W,效率落在95%,而最高效率點約落在300W,效率達到96.6%。
4.減少EMI產生:不使用電磁轉換方式進行交流電壓切換,可減少因電磁轉換產生之EMI問題。
5.電路可靠度高:相較於電力電子技術進行AC/AC轉換,本創作指使用單級高頻電能轉換與固定導通週期控制,簡化控制系統架構的同時也提高電路可靠度。另外電路中可減少使用電解電容,加強本創作之的可靠度和使用壽命。
甲、 安全性:由於使用電子開關構成的固態變壓器,可以外加控制器感測電流、溫度、波形、相位等,增加更進階的保護控制。
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