วงจรแปลงผันไฟสลับ-ไฟตรงเฟสเดียวที่มีการชดเชยผลกระทบของเดดไทม์ เพื่อลดความผิดเพี้ยนของกระแสด้านเข้า

Single-phase ac/dc converter with compensation of dead-time effect to reduce input current distortion.

Name: หัฎฐะ สาวะจันทร์

keyword: คอนเวอร์เตอร์เอซีทูดีซี

; การชดเชยผลของเดดไทม์

; Dead-time compensation

Abstract: ในปัจจุบันแหล่งจ่ายของอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่จะมีวงจรภาคหน้าสำหรับการปรับปรุงรูปร่างของกระแสด้านเข้าสืบเนื่องมาจากการจำกัดตามมาตรฐาน IEC 61000-3-2 : 2014 วงจรแปลงผันไฟสลับ-ไฟตรงที่สามารถควบคุมได้แบบเต็มบริดจ์ที่ใช้สวิตช์ 4 ตัว จะเป็นที่นิยมใช้สำหรับ อุปกรณ์ไฟฟ้าเฟสเดียวที่มีกำลังไฟฟ้า 1 kW ถึง 3 kW แต่ด้วยวงจรมีสวิตช์ต่อเป็นกิ่งวงจร จึงจำเป็นต้องมีการเพิ่มเดดไทม์ในสัญญาณขับเกต เพื่อป้องกันการลัดวงจรที่บัสไฟตรง อย่างไรก็ตามเดดไทม์นี้ ส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพสัญญาณไซนูซอยด์ของกระแสด้านเข้า ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีอัลกอริทึมการชดเชยแรงดัน-เวลาสำหรับการเพิ่มคุณภาพให้กับวงจรแปลงผันไฟสลับ-ไฟตรง วิทยานิพนธ์นี้เกี่ยวข้องกับการออกแบบวงจรแปลงผันแบบเต็มบริดจ์สำหรับการแก้ไขค่าตัวประกอบกำลัง โดยมุ่งเน้นไปที่อัลกอริทึมการชดเชยผลกระทบของเดดไทม์ ซึ่งเทคนิค ที่นำเสนอจะทำการประมาณแรงดันเฉลี่ยในแต่ละวงรอบสวิตช์ที่มีผลมาจากผลกระทบของเดดไทม์ จากนั้นทำการชดเชยแรงดันนี้ด้วยการลบแรงดันดังกล่าวออกจากแรงดันวงจรแปลงผันอ้างอิง เนื่องจากแรงดันที่วงจรแปลงผันสัมพันธ์กับแรงดันที่กริด จึงมีความเป็นไปได้ที่จะควบคุมกระแสที่กริดด้วยการปรับแรงดันที่วงจรแปลงผัน ผลที่ตามมาคือ กรณีที่แรงดันที่วงจรแปลงผันถูกรบกวนลดลง การควบคุมกระแสที่กริดจะดีขึ้น นอกจากนี้ยังทำให้องค์ประกอบกระแสฮาร์มอนิกลดลง เทคนิคการชดเชยผลกระทบของเดดไทม์ที่นำเสนอถูกจำลองด้วยโปรแกรม MATLAB/Simulink และยืนยันผลด้วยเครื่องต้นแบบที่มีกำลังไฟฟ้า 500 W ความถี่สวิตช์ 20 kHz แรงดันไฟตรงด้านออก 400 V ด้วยเทคนิคที่นำเสนอทำให้ค่าความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมของกระแสด้านเข้าเป็น 4.22% นอกจากนี้องค์ประกอบกระแสฮาร์มอนิกแต่ละอันดับผ่านมาตรฐาน IEC 61000-3-2 : 2014

Abstract: Presently, an electrical front-end part that can shape input current waveform of power supply system is usually integrated into electric appliances because of the IEC 61000-3-2 : 2014 standard restriction. For single phase electric appliances that consume input power between 1kW to 3 kW, the preferable topology for ac-dc conversion with power factor correction is usually a controllable four switches full-bridge converter. Because it has switches that are connected as phase-leg, so adding dead-time to gate driver’s signal is necessary to prevent short circuit of a DC bus voltage. However, this dead-time affects directly to the quality of input current sinusoidal waveform so that an algorithm for compensating voltage-time (volt-sec) space is needed for high quality ac-dc converter. This thesis concerns about the design of a controllable full-bridge converter for power factor correction. This work highlights directly to the algorithm of dead-time effect compensation. The proposed technique estimates the average voltage in each switching cycle, which is the result from the dead-time effect, and then compensates this voltage by subtract it from the converter’s voltage reference. Since the converter voltage relate with its grid voltage, so the grid current is possibility controlled by adjusting of converter voltage. Consequently, in case of there is less disturbance of converter voltage, the control of grid current is ameliorated. Moreover, harmonic current components are reduced. The proposed dead-time compensation technique was evaluated by MATLAB/Simulink and verified by a 500 watt prototype with 20 kHz of switching frequency at 400 Vdc output voltage. With the proposed technique, the total harmonic distortion of the input current was 4.22%. Moreover, each harmonic order of the input current was complied with the IEC 61000-3-2 : 2014 standard.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: พิสิษฐ์ ลิ่วธนกุล

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : ptl@kmutnb.ac.th

Name: นภดล วิวัชรโกเศศ

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : nophadon.w@eng.kmutnb.ac.th

Created: 2559

Modified: 2560-09-07

Issued: 2560-09-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมไฟฟ้า

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B16055664.pdf	12.13 MB	13	2024-11-25 15:28:30

ใช้เวลา

0.03114 วินาที