TWI296460B - High-performance power conditioner for clean energy with low input voltage - Google Patents

Description

1296460 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明所涉及之技術領域包含自動控制、電力電子、 直流/直流轉換技術、直流/交流變流技術及能源科技之範 疇，雖然本發明所牽涉之技術領域廣泛，但其主要在於應 用潔淨能源於分散式發電系統，改善目前潔淨能源應用於 分散式發電系統之缺失。 【先前技術】 雖然科技的進步為人類的生活帶來許多的便利，但同 時也衍生出許多的問題如：石化燃料存量減少、能源危機 意識崛起、環保意識抬頭、京都議定書的規範及能源價格 的飆漲…等，除了減少現有能源使用的浪費外，新能源的 開發是刻不容緩。一般新能源對環境的衝擊不大，其所造 成之空氣、水或廢棄物等污染行為較不顯著，潔淨能源 (Clean Energy)如太陽能、燃料電池及風力…等為新能源中 較受到重視的[1，2]，電力轉換系統若以太陽能或燃料電池 此類電壓較低的電源做為輸入時，須經由電力調節器將直 流電源轉換成交流電源以供負載使用[3,4]，一般包含直流 輸入電源、電力調節器（Power Conditioner)、配電箱、變壓 器、蓄電池等，電力調節器主要由直流/直流轉換器 (Converter)、直流/交流變流器（Inverter)以及系統控制器所 構成，並視應用場合及使用者需求而有所不同。當系統輸 入電壓較低時，傳統以串接方式形成所需之直流匯流排電 壓[5,6]，然而此匯流排電壓易受負載影響而改變，致使後 1296460 級變流器設計困難且於直流負載供應時產生電力品質不佳 的問題；再者，倘若串聯模組中任一模組發電功能衰退或 故障，易導致整體發電系統效能大打折扣。因此，一般以 兩級電源轉換方式完成交流電源輸出之目的，先將輸入電 壓透過直流/直流轉換器穩定昇壓後’再經由直流/交流變流 器轉換為交流電壓輸出。 習用之直流/直流昇壓電路通常採單電感所組成之昇 壓式轉換電路，該電路中功率半導體開關同時承受高電 壓、大電流及輸出二極體之逆向恢復突波電流，是故其電 源轉換效率不彰’昇壓偈限最南約七倍比例。其次，利用 變壓器昇壓，昇壓範圍受限於匝數比，倘若無法有效處理 漏感能量情形下，轉換效率難以提高。為改善此問題，本 發明延用參考文獻[7]之耦合電感雙向磁路能量傳遞之高 昇壓比轉換電路取代習用電路，其具有高昇壓比及較佳轉 換效率的優點，可提供系統一直流電壓昇壓比超過三十倍 以上之高效率直流/直流電源轉換。 為使潔淨能源電力轉換系統得以穩定的供電，本文以 微處理器針對變流器加以控制，一般解決控制問題時，常 常遭遇參數變化與各種不確定性的情況，在控制領域中有 著各式各樣的控制理論，例如比例、積分以及微分 (Proportional-Integral_Derivative，PID)控制[8]，或是使用複 雜方程式的現代控制理論如計算轉矩控制（Computed

Torque Control)、滑動模式控制（Siiding_M〇de Control)[9,10] 等都是為了於系統參數變動與各種外來的干擾下可使系統 7 1296460 的行為合乎設計的要求。比例、、積分以及微分控制器 省^结構簡單，易於設計且費用低，所以在工業界已被廣泛 使用’但對於具有不確定動態之系統，比例積分微分控制 器卻不能提供完善的性能。計算轉矩控制是利用消除非線 性方程式中的某些或全部的非線性項以得到其線性化方程 式，接著設計線性迴授控制器以違到所設計的閉迴路控制 特性。然而由於計算轉矩控制是基於理想化消除非線性動 態所發展之理論，其缺點是在時域中缺少對系統不確定量 I 的暸解，包括系統參數變化及外加擾動，因此通常選取較 大的控制增益以達到系統強健性及保證系統穩定。 可變結構控制（Variable Structure Control)或滑動模式 . 控制是有效的非線性強健控制之方法之一 [9_18]，原因在於 • 動換式下’受控糸統動態不受系統不碟定量以及擾動項 的影響。設計滑動模式控制系統可分為兩大步驟，首先根 據所需求的閉迴路控制來選擇在狀態變化空間上的滑動平 ，面’再者設計控制法則使系統狀態朝向滑動平面栘動且保 持在滑動平面上。剛開始系統狀態軌跡接觸滑動平面前的 情况稱為迫近相位(Reaching Phase)，一但系統狀態執跡到 達滑動平面後，系統狀態就會保持在平面上並朝向目標 點’此情況稱為滑動相位（Sliding Phase)。可是當系統狀態 處在迫近相位時仍會受系統參數變動以及外來干擾的影 妻’因此許多學者提出迫近相位的設計方式或者全域滑動 模式控制（Total Sliding-Mode Control)，以降低系統不確定 里所造成的影響[12-15]。Gao和Hung[ 12]合力研究設計特 8 1296460 定迫近法則來具體說明系統狀態在迫近相位時之動態，然 而在此情況下系統不確定量仍會影響系統控制性能。全域 、滑動模式控制[13-15]即為控制過程不存在迫近相位模式且 所有狀態均在滑動平面上，整個控制過程中不受系統不確 定量影響’但仍有可能導致控制力顫抖現象以及激發系統 不穩定動態。過去幾年許多研究學者引用邊界層（Boundary Layer)觀念[16,17]以消除控制力顫抖現象，遺憾的是若選擇 不適當的邊界層寬度時易造成系統不穩定的控制響應，意 鲁 指無法保證在邊界層中穩定性的需求。因此亦有學者引入 可處理不確定量估測的適應性演算法[18]以求減少控制力 顫抖現象，本發明即採用此法應用於全橋式變流器的控制 ' 上。另，傳統全橋式變流器等效數學模型的推導皆以電阻 、 性負載為主[19]，獲得等效數學模型之後進行系統控制器 的設計與穩定性的分析，但通常於負載性質改變時，控制 系統的穩定性將不再被保證因而導致系統響應變差。有鑑 於此，本發明利用狀態空間平均法及線性化的技巧進行數 學等效模型的推導並以未知負載的形式取代傳統以電阻性 負載為基礎的變流器等效模型，以期系統能適用於各種負 載。 備註：參考文獻 [1] S. R. Bull, "Renewable energy today and tomorrow/5 Proc. IEEE, vol· 89, no. 8, pp· 1216—1226, 2001.

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Gn=^ = l±!± + £(t^Xn~l) ^in 1-D l — D 感’藉由電路的分析，可推導得知側繞組a之漏 關2所承受之電Μ如林式(2)及方程^^電壓增益及開 13 (2) 1296460

'DS + 1 一D 2(1 - D)

^IN (3) 其中D為開關責任周期，令耦合係數A：等於1時，可改寫方 程式（2)及方程式（3)如下：

Gv\ =

Vd _2 +

Vjn

yDS

Vin/(\ — D) (4)(5)

將方程式（5)代入方程式（4)後可得到開關所承受之電壓值 如下： VDS = + (6) 觀察方程式（6)，將輸出電壓匕及匝數比π固定，功率 半導體開關δ所承受電壓與輸入電壓厂^及責任周期d無 關，因此可以確保功率半導體開關元件之所承受最高電壓 為定值。只要輸入電壓不高於開關2耐壓，依據方程式（6) 所設計之轉換電路，配合原本高電壓增益比之特性，將可 接受高、低電壓大範圍變動之輸入電壓。 全橋式變流器30連接高昇壓比直流/直流轉換電路 20，做為直流/交流轉換之用，系統控制單元50包含微處 理器60及驅動電路70，本發明透過系統狀態的迴授，利 用微處理器 60以正弦脈波寬度調變（Sinusoidal Pulse-Width-Modulation，SPWM)技術中的單極性(Unipolar) 電壓切換方式控制並輸出驅動信號，藉由變流器之驅動電 路70對全橋式變流器30的四個功率晶體開關進行控制， 其輸出與低通濾波器40連接，藉此對交流電壓進行濾波， 14 1296460 以知到設計之正弦輸出電壓v〇，並供電給負載8〇使用。 解耦後的系統等效電路如圖3所示，為使說明精簡易 於瞭解’專有名詞不至於冗長，電路歸屬圖號（如...電路 忉）省略之，直接對照說明所屬圖式即可明瞭。圖中p為 高昇壓比直流/直流轉換電路輸出之直流匯流排電壓二二 為直流匯流排電I經過全橋式變流器調變後含有高頻譜= 成份之交流電壓，其高頻諧波成份可透過適#設計之滤波 電感Zy及濾波電容所組成的低通濾波器所濾除，進一 步得到交流輸出電壓V〇並提供負載&使用，、及七分別為 1波電感及濾波電容之等效内阻’而電“因負載 夂化所引起之干擾電流。為方便分析及簡化狀態空間方程 式的推導’本文假設（1)濾波電感^及濾波電容&之等效内 阻很小’故於此忽略不計；（2)假設功率關為理想元件， 開關之導通損失及切換損失為零；（墙略開關導通與截止 之反應延遲時間；(4)開關切換頻率遠大於系統的自然頻率 及調變頻率’故於-開關切換周期内可將控制訊號及輸入/ 輸出電壓視為定值。 …依據上述假設條件，將單極性正弦脈波寬度調變的功 率開關切換方式分成正負半周，由於負半周除^的電壓極 性與正半周相反外，其動作原理與正半周相仿，因此，以 下細部分析以正半周期作一介紹。開關於正半周切換時具 有兩種不同狀態，等效電路如圖4所示，故本文針對正半 周利用狀態空間平均法及線性化技巧推導後，整個正半周 切換的動態空間方程式可表示為 15 1296460 VC/ ⑺ ⑻ WC/ 其中,· 、· . （9) "為：切1上分別為濾波電感、濾波電容及負載之電流， 尤義貝任周期Α=ν⑽/1·與橋式功率級增益 之亡方ί tν⑽為正弦控制信號、為三角波信號 ，方程式⑺至方程式(9)，則I統動態模型可改 ;口方私式⑽所*，並透過拉氏轉換τ麵f〇_ 可進一步將變流器等效模型表示如圖5所示。

WM

KP

LfCf ' ---i

LfCf'con C/〇rC~fid (10) 選擇交流輸出電壓νσ作為系統狀態且％”作為控制變數，則 方程式（10)可重新整理如下·· •^(0 ~ aPx(t) + bpu{t) + cpz(t) + m(t) ~ (apn + ^apn)x(f) + (bpn + Abpn)u(t) + (Cpn+Acpn)Z(t) + m(t) =αρηχ(β) + bpn^(t)+Cpnz(t) + W(t) ( n ) 其中 4t) = v0、u(t) = vcon、af—vwc》、bp=KpwM/(LfC〇、 cp =-l/c，LL以及%、心及c〆分別表 示常態情況下α〆〜及的系統參數；△%、△心及Ac^代 表系統參數擾動量；w(〇代表總集不確定量並定義為 w(t) = Δα^χ(〇 + Abpnu(t) + h,cpnz{t) + m(t) (12) 1296460 其中總集不確定量之邊界值給定如方程式（13)所示，其中p 為一正值常數。 |w(0| < P (13)

為使全橋式變流器於不確定量及外來干擾的情況下其 輸出電壓仍可有效的追隨電壓命令，本發明以適應性全域 滑動控制（Adaptive Total Sliding-Mode Control，ATSMC)對 變流器之輸出電壓進行控制，如圖6所示，定義控制誤差 己-X — V〇 ^cmd ’其中心/為輸出電壓命令，並設計 滑動平面為 (0 = c(e) c(e〇) ~ j—rAedr (14) 其中e = [e έ]Γ，A= j 1 ，勻及灸2為正值常數，c⑷代 一-允2 -允1」 表指標函數並將其設計成。為<〇的初始 值0 適應性全域滑動模式控制系統主要可分成三個部分： • 第一部份是系統性能規劃，此方式主要在明確規劃常態情 況下期望獲得的系統效能，且將其歸屬為基礎模型設計 (Baseline Model Design)〜；第二部分是約束控制器 (Curbing Controller) wc的建構，亦即消除產生來自於系統參 數變化、負載干擾電流以及未模式化系統動態之不可預測 的擾亂效應，使其能完全地滿足基礎模型設計的系統效 能；再者，第三部分為發展適應性演算法則（Adaptive Observation Design)^，對總集不確定量之上界進行估測， 17 1296460 以避免因約束控制器上界選取不當而造成的控制力顫抖現 象。適應性全域滑動變流器控制系統之整體控制設計如定 理一所示，此外，若系統後級直流/交流轉換機制改變時， 亦可以同樣方式進行推導，進而完成變流器控制系統設計。 [定理一] 假設方程式（11)所示之全橋式變流器採用適應性全域 滑動模式控制，控制器各部分設計如方程式（15)至方程式 (17)所示，並發展適應性演算法則如方程式（18)所示，則系 統之穩定度將得以被保證。 u = ub +uc (15) ub = -bpln(apnx + cpnz - + Ι^έ + k2e) (16) uc =-p(〇^sgn(^(〇) (17) kt) = jb-pln\Sl(t)\ (18) 其中sgn(·)為符號函數，·為絕對值函數，；l為一正值常數。 [證明] 依據里亞普諾（Lyapunov)穩定理論[16，17]的分析，變流器控 制系統的穩定度將可被保證，因定理一的證明與參考文獻 [18]大致相同，故此予以省略。 【實施方式】 本發明所揭示之高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換 系統，實施例採用6塊茂迪公司所生產的F-MSN-75W-R-02 型號之太陽能板併聯作為低壓直流電源供應高昇壓比直流 /直流轉換電路所使用，該太陽能板在標準測試條件 1296460 2下之單板電氣規格為額定輸出功率為 Μ567Λ頜疋輸出電壓為1T228V，額定輸出電流為 轉換效率;壓為η··，短路電流為4·9649Α及光電 關^主彳'、、' ·92/°，由於高昇壓比直流/直流轉換電路之開 ㉟I貝*週期D約為G·5時，將使得各電路元件導通電流具有 =漣波成份’尤其導通關係為互補之元件，其影響更 7、、者’且因太陽能板輸入電壓於17V左右接近最大功率 —而/、有#x佳的使用效率，故可彻方程式(4)，並設定額 疋輸出電壓為2GGV ’本發明設計㈣比〃等於4，透過方程 式⑹可得到開關最高箝制電壓為34V。即使輸人最低電壓 為1〇V且輸出電壓為2〇〇V時，可經由方程式（4)計算此時責 任周期Z)為G.7 ’此為實務可接受之值。本發明^定高昇壓 比直流/直流轉換電路開關切換頻率*1〇〇kHz，為一般業界 所系用之咼頻切換頻率，詳細電路規格整理如下：

Vd ： DC 200V

Tr ： L{ =9μΗ ； I2 =143μΗ ； Nx ： N2=3 ： 12 ； k=0.97 ； core ： EE-55 Q ： IRFP048N ： 55V/64A ； CIN ： 3300μΡ/50Υ*2 Cx ： 6.8μΡ/10〇ν ； C2 ： 1μΡ/25〇ν*2 ； C〇 ： 47μΡ/45〇ν*2 Dx ： SB2060, 60V/20A (Schottky), TO-220AC D2,D〇 ： SB20200CT, 200V/20A (Schottky), TO-220AB 為瞭解本發明所延用之高昇壓比直流/直流轉換電路 内容，以下實施例之實驗波形，電路元件之電壓及電流之 代號，敬請參閱圖2。 1296460 南昇壓比直流/直流轉換電路於輸出功率4〇w(輕載）及 320W(重載）時之實作響應如圖7及圖8所示，由圖中可以發 現開關兩端電壓〜被箝制在34V左右，開關電流^近似^ 波，顯示開關具有較佳的利用率並可降低導通損。檢视所 有的二極體電壓及電流波形，逆向恢復電流均低於導通電 流，且在未加緩震電路的情況下，二極體兩端不存在突波 電壓且低於輸出電壓200V，表示二極體已達成電壓箝制及 柔性切換效果，值得一提的是輕載時因電流不連續，耦合 電感一次侧及二次侧繞組之漏感將與其他元件内部的寄生 電容產生諧振現象，如圖7中v瓜波形即為一次側繞組之漏 感與開關内部寄生電容諧振所致。 圖9為高昇壓比直流/直流轉換電路於負載由8〇w遂漸 變化至320W時，整流二極體的電流心、電壓v外及開關 2的電壓v瓜實作響應波形，由圖可以發現在不同負載的情 況下，二極體的電壓均在2〇〇v以下，而開關!β電壓仍有不 錯的箝制效果，圖10為不同負載時的轉換效率，電路最高 轉換效率超過96.5%，於輕載時轉換效率均在95%以上，由 此可驗證本發明所採用高昇壓比直流/直流轉換電路之有 效性。 本發明採用德州儀器公司所生產之數位信號處理器 TMS320LF2407A實現適應性全域滑動模式控制於全橋式 變流器，開關切換頻率為20kHz，變流器詳細電路規袼整理 如下=

Ta+Ja-Jb^tb^ : IRFP264:250V/38A 20 1296460 〇/：26.8μΡ 又。十系、、先輪出電壓命令為110Vrms/60Hz，並選擇 控制變數勾=249 Z, _ , 性 / · 9心=830，又=1.66;圖11為系統於電阻 ^系統分別採用基礎模型控制器與適應性全域滑動 制之貫作響應’由圖U(a)可發現經由基礎模型控 貫現之系統響應具有響應誤差，而適應性全域滑動

Γ 則可幫助系統克服由不確定量造成之響應誤差，並 ®^善輪出雷㉟ &、、、心諧波失真(Total Harmonic Distortion, 1 HD) ’ 如圄 11 a、 阻性 、:Kb)所示。圖12(a)及圖12(b)分別為系統於電 ^ 、載日守輪载到重载及重載到輕載時的實作響應，由圖 可以發現系幼认& 於負載瞬間變化時系統輸出電壓仍可追隨命 、 ”、、貝不系統具有良好的暫態響應。圖13分別為系統 於電阻雷交把含& 从偷 B負載、電阻電感性負載及非線性負載下的實 作響應，由图 負载:“ **13(a)及圖13(b)可以發現系統對於電阻電容性 丄 電阻電感性負载均具有良好的控制響應，而在非線 性負载a年，& 2 ^淨、統因輸出電流瞬間變化造成輸出電壓於峰 值點p付$ & # ^ 的形況，但系統輸出電壓總諧波失真仍在諧 波管制規範限制5%之内。 【圖式簡單說明】

圓 1 I Θ 發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 整體架構。 圖 2 jk 明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 馬昇壓比直流/直流轉換電路架構。 "3 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 21 1296460 等效電路。 圖4 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 全橋式變流器於正半周切換時之兩種狀態··（a)G+及 導通；（b)h+及4+導通或心―及導通。 圖5 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 變流器等效模型。 圖6 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 適應性全域滑動模式變流器控制系統。 圖7 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 高昇壓比直流/直流轉換電路實施例之一，應用於太 陽能板昇壓至200V，輸出功率40W時各元件電壓及 電流波形。 圖8 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 高昇壓比直流/直流轉換電路實施例之一，應用於太 陽能板昇壓至200V，輸出功率320W時各元件電壓 及電流波形。 圖9 本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 高昇壓比直流/直流轉換電路實施例之一，應用於太 陽能板昇壓至200V，輸出功率由80W變化至320W 時k、、及¥波形。 圖10本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 高昇壓比直流/直流轉換電路實施例之一，應用於太 陽能板昇壓至200V，輸出功率由40W變化至320W 時之轉換效率。 22 1296460 圖11本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 變流器控制系統實施例之一，系統於電阻性負載下 之實作響應：（a)基礎模型控制；（b)適應性全域滑動 模式控制。 圖12本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 適應性全域滑動模式變流器控制系統實施例之一， 電阻性負載時之實作響應：（a)輕載到重載；(b)重載 到輕載。 圖13本發明高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統之 適應性全域滑動模式變流器控制系統於不同負載時 實作響應：(a)電阻電容性負載；（b)電阻電感性負載； (c)非線性負載。 【主要元件符號說明】 10 :低壓直流電源 20:高昇壓比直流/直流轉換電路 201 :直流輸入電路 202 : —次側電路 203 :再生被動式緩震電路 204 :二次側電路 205 :濾波電路 30 :全橋式變流器 40 :低通濾波器 50 :系統控制單元 60 :微處理器 23 1296460 70 :驅動電路 80 :負載 :低壓直流電源輸出電壓 :低壓直流電源輸出電流 ^ :高昇壓比直流/直流轉換電路輸出電壓 :全橋式變流器輸出電壓 全橋式變流器輸出電流 7；:具高激磁電流之變壓器（簡稱耦合電感） • 2:高昇壓比直流/直流轉換電路之功率半導體開關 A:耦合電感一次側繞組 A:耦合電感二次側繞組 . 4:耦合電感一次側激磁電感 4:耦合電感一次側繞組漏感 c/7V:直流輸入電路之輸入電容 q:再生被動式緩震電路之箝制電容 c2:二次側電路之高壓電容 ® :濾波電路之濾波電容 A:再生被動式緩震電路之箝制二極體 Z)2 :再生被動式緩震電路之放電二極體 :濾波電路之整流二極體 24

Claims (1)

1296460 十、申請專利範圍·· h —種高性能低輸入電壓潔淨能源電力轉換系統，其中包 含 、 一低壓直流電源：係由一電壓較低之直濟電源或潔淨能 源所構成； 一高昇壓比直流/直流轉換電路：係轉換低壓直流電源為 高壓直流能源，並輸出於一高壓直流匯流排； 一系統控制單元：係其包含有一微處理器及一驅動電 路，用以負責系統控制； 一全橋式變流器：係由四個功率電晶體開關組成，連接 於咼壓直ML匯毅排，由系統控制單元控制以作為直流/ 交流電壓轉換之用； 一低通濾波器··係由一個濾波電感及一個濾波電容所構 成，連接全橋式變流器之輸出端，用以對交流電壓進行 濾波； 其特徵為系統可接受不同電氣特性之低電壓輸入電 源，提供咼昇壓比及高轉換效率之直流/直流電壓轉換， 允許系統輸入併聯操作以避免串聯昇壓所引起整體失 效之問題’提升纟統效能；另，目直流匯流排電壓穩定 ，易> 變動，可視為定值，且與後級變流器動態解耦，有 文簡化灸々IL夺控制系統的設計，同時系統以微處理器執 仃雙流器控制策略，除有效規劃系統性能外，更具有對 =確定量及外來干擾補償的能力，使系統於各種負載下 侍以穩定供電且降低輸出電壓總諧波失真量。 25 1296460 源電力範園第1項所述之高性能低輸入電壓潔淨能 二轉換系統，其中編比直流/直流轉換電路包; 感之？二電路·包括一個功率半導體開關、-個耦合電 接處； ，該極性點定義與直流輸入電路正極連 =生被動式緩震電路：―個箝制二極體、—個放電二 極體及_個箝制電容所組成； 人側電路.包含一個高壓電容及一個 繞组’該極性點定義與高壓電容連接處； ―，波電路個濾、波電容及—個整流二極體所構成； 人，電路之功率半導體開㈣料，電流將能量儲存 =a電感之—次職組，同_合電感二次側繞組之 電壓為正’該繞組電㈣聯再生被動式緩震電路 柑，電各電壓，經再生被動式緩震電路放電二極體，施 =南愿低電流對二次側電路之高壓電容充電；當功率半 ?二開，截止，再生被動式緩震電路之箝制電容，透過 j電路备制二極體，先吸收麵合電感—次側繞組漏感能 置，待搞合電感二次侧繞組之電流轉向，該繞組非極性 電£為正，串聯輕合電感一次側繞組激磁電流在非極 !生點^生之正電壓、直流輸入電壓及二次側電路高壓電 ，電壓四者電壓，經誠電路之整流二極體，對遽波電 容充電’取得穩定之直流輸出電壓； 其特徵為具高昇壓比且高轉換效率，戶斤有開關及二極體 皆可達成電壓箝制功能，無開關導通時之短路電流及二 26 1296460 極體逆向高恢復電流之問題，且電流漣波低，分別可選 用適合電壓範圍之低成本高效率元件；本裝置證明轉換 ^文率與昇壓比無直接關連，與責任週期大小及開關導通 電，是否為方波有關，此乃克服昇壓比越高，效率越低 之習用電路之技術瓶頸；功率半導體開關所承受電壓僅 與輸出電壓及搞合電感之錄比有關，此特點更適合直 流輸入電壓大範圍變動之電源轉換裝置應用。

=利中# la圍第1項所述之高性能低輸人電壓潔淨能 源鼠力轉換系統’其中微處理器執行適應性全域滑動模 策略且内建脈波寬度調變輸出模組，該脈波寬度 …交輸出模組，輸出脈波寬度調變信號，並透過變流器 驅動電路驅動全橋式變流器之功率電晶體用以產 生正弦電壓輪出。 4·如專利申請範圍第3 貝所這之回性月b低輸入電壓潔淨能 源電力轉換糸統，其中料# — π ^ ^ ^ ^从處理裔所執仃適應性全域滑動 換式控制菜略包含 一系統性能規劃 效能； •明確規劃常態情況下期望獲得的系統 二約采控制器：消除產生來自_統參數變化、負載干 以避I因㈣:不確定量之上界進行估測’ 抖現象，·、、I制◎上界選取不當而造成的控制力顫 ’、特说為㈣過程不存在迫近相㈣式且所有狀態均 27 l29646〇 響：广面上’整個控制過程中不受系統不確定量-^可有效減少控制力顫抖現象，同時以未知負载= 乂工取^代傳統以電阻性負載為基礎的變流器等效模 型，使系統能適用於各種負載且具有較低之電壓總諧波 失真量。

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