Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
    • 指導教授
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 電機資訊學院
  3. 電機工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/104358
標題: 兩級式升降壓 LLC 諧振轉換器之數位控制與建模
Digital Control and Modeling of a Two-Stage Buck-Boost LLC Resonant Converter
作者: 林承聖
Cheng-Sheng Lin
指導教授: 陳景然
Ching-Jan Chen
關鍵字: BBLLC; LLC; FPGA; 軟切換; 小訊號模型; 數位控制
BBLLC; LLC; FPGA; soft-switching; small-signal model; digital control
出版年 : 2026
學位: 碩士
摘要: 本文針對兩級式升降壓 LLC(Buck-Boost LLC, BBLLC)轉換器提出一種建 模與控制架構,以在寬輸入電壓範圍內實現優異的動態性能。本文建立了一套系統化的小訊號模型,用於分析升降壓(Buck-Boost)級對頻率響應之影響。此外,於補償網路中整合了陷波濾波器(Notch Filter),以精確抵消系統固有的無阻尼極點,有效抑制振盪並大幅提升相位裕度(Phase Margin)與整體穩定性。
為解決 vin 步階變化期間所導致之 vout 劇烈變動挑戰,本文導入輸入電壓前饋數位控制方法,顯著改善輸入電壓劇烈變動時的輸出電壓暫態調節能力。為實現可靠切換操作,本文推導精確之 Buck-Boost 電感電流 iLb 方程式,藉此進行死區時間 tdead 分析。此外,亦以解析方式建立零電壓切換(ZVS)與電壓增益邊界條件,為在所有操作模式下維持軟切換提供明確設計準則。最後,實作一台Pout = 200 W、Vin 為 70 V 至 400 V、Vout = 12 V 之原型機進行測試。實驗結果顯示,在 Vin 由 60 V 步階跳變至 90 V 之線電壓暫態測試下,輸出電壓過衝僅微幅變動 0.3 V。此外,所提方法不僅能在寬輸入電壓範圍內有效維持輸出穩壓,亦能於整個增益範圍內維持最佳化 ZVS 操作以實現高轉換效率,充分驗證本文理論模型、控制策略與設計準則之正確性與可行性。
This thesis proposes a modeling and control framework for a two-stage Buck-Boost LLC (BBLLC) converter to achieve superior dynamic performance across a wide input voltage range. A systematic small-signal model is developed to analyze the impact of the Buck-Boost stage on the frequency response. Furthermore, a notch filter is integrated into the compensation network to precisely counteract the undamped poles inherent in the system, effectively suppressing oscillations and significantly enhancing the phase margin and overall stability.
To address the challenge of severe vout fluctuations during vin steps, a digital linetransient feedforward control is implemented, substantially improving the transient regulation capability. To achieve reliable switching operation, precise Buck-Boost inductor current iLb equations are derived to conduct a theoretical deadtime analysis with tdead. Additionally, the zero-voltage switching (ZVS) and voltage gain boundary conditions are analytically established, providing clear design guidelines for maintaining soft switching across all operating modes. Finally, a Pout = 200 W prototype regulating Vout = 12 V from Vin = 70 V to 400 V is implemented for testing. Experimental results show that during a line transient step from Vin = 60 V to 90 V, the output voltage overshoot is limited to only 0.3 V. Furthermore, the proposed methodology not only effectively maintains output voltage regulation over this wide input-voltage range but also achieves high conversion efficiency by maintaining optimized ZVS operation across the entire gain range. These results fully verify the correctness and feasibility of the proposed theoretical models, control strategies, and design guidelines.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/104358
DOI: 10.6342/NTU202603908
全文授權: 同意授權(全球公開)
電子全文公開日期: 2028-07-21
顯示於系所單位:電機工程學系

文件中的檔案:
檔案 描述 大小格式 
ntu-114-2.pdf
  此日期後於網路公開 2028-07-21
17.5 MBAdobe PDF
ntu-114-2.pdf
  此日期後於網路公開 2028-07-21
17.5 MBAdobe PDF
顯示文件完整紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved