臺灣博碩士論文加值系統

本文提出24 V發電機之三相同步整流器設計。二極體整流器將發電機輸出三相交流電壓與電流經過三相橋式全波整流電路轉換成直流電源提供負載或電池充電，使用二極體來做為整流之功率元件，因此導致每次導通充電時，都會通過兩個二極體造成1.4-1.5V的電壓降，依發電機輸出電力1.1kW電流可達到45A，二極體整流電路之功率損失約 252-270W，導致整流效率被限制於80%之上下範圍，本論文提出以MOSFET取代二極體導通整流，降低導通壓降損失，並導入單晶片控制技術計算三相同步整流開關時序控制，降低整流電路所造成的損失，將效率提升至95%以上。

This paper proposes the design of three-phase rectifier for 24 V alternators to increase its efficiency for converting AC to DC voltage for load or charging battery. For diode rectifiers to convert AC to DC voltage, there are more than two diodes turned on that causes a voltage drop of 1.4–1.5 V of two diodes. For a 24 V alternator of 1.1 kW power output, the current could reach 45 A that results in power loss of 252–270 W, which results in the rectification efficiency being limited to 80%. In this thesis, MOSFETs are instead of diodes for rectifiers to reduce output voltage drop and power loss. MCU is used for programming to the time-sequence and duration of MOSFET turn-on and turn-off to have the efficiency of rectifier more than 95%.

摘要.............i
Abstract.........ii
誌謝.............iii
目錄..............iv
圖目錄.............vi
第一章 緒論.......1
1.1 前言...........1
1.2 研究動機與目的..2
1.3 文獻回顧.......4
1.4 研究架構與策略..6
1.5 論文大綱.......7
第二章 車用發電機與同步整流技術介紹.....8
2.1 傳統式爪極式發電機介紹....8
2.2 發電機內部電路........12
2.3 發電機供電系統介紹.....14
2.4 車輛之電力設備介紹.....15
2.5 整流二極體介紹.........16
2.6 溫度對於二極體之導通電壓(VF)之影響......19
2.7二極體導通電壓(VF)與加載電流之關係.......21
2.8 二極體之功率損失......22
2.9 三相同步整流技術......23
第三章 24V發電機三相同步整流器...24
3.1 MOSFET 特性應用.......25
3.2 MOSFET之閘極上升時間...26
3.3 MOSFET之損失分析.......27
3.4 MOSFET之選用...........29
3.5 24 V三相同步整流器架構...31
3.6 電壓偵測電路......32
3.7 MCU程式控制系統......33
3.8 MOSFET驅動電路之架構...35
第四章 實驗結果與討論.....37
4.1 發電機測試平台之規劃....37
4.2汽車發電機整流器自動測試系統...38
4.3 效率檢測設備...40
4.4 三相同步整流器MOSFET控制訊號實測波型....41
4.5.二極體整流器加載之加載測試.....46
4.6 三相同步整流器之加載測試.......58
4.7 三相同步整流器與二極體整流器結果比較.....73
第五章 結論與未來展望....75
5.1 結論........75
5.2 未來展望.....76
5.3 無人機系統介紹.....77
5.4 無人機動力系統整合三相同步整流器的方法....84
參考文獻.....86
Extended Abstract.....87

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