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應用於無人機載具之高效能太陽能充電器之研製

為了解決電池容量ah的問題，作者仲禹丞 這樣論述：

本論文提出一種應用於無人機載具之高效能太陽能充電器之研究，研究的重點在於提升充電器的轉換效率以及提出功率轉移電路解決光伏模組被遮罩時充電效率不佳的問題。為了達到高功率且高效率的要求，太陽能轉換器採用高效能光伏模組，其轉換效率達到30.7%，經過最佳化配置光伏模組於無人機頂部有效空間，使光伏模組最大輸出功率達到20.44 W，並採用寬能隙功率元件，實現具最大功率點追蹤之高頻化太陽能轉換器設計。但是光伏模組陣列須考慮到部分遮罩所導致的功率不匹配問題，進而引發無人機串聯電池組的電池電壓不平衡問題，藉由雙向返馳式轉換器的設計可以使單電池的能量轉移，達到串聯電池組的電壓均等。當光伏模組受到不均等的輻照

度時，因為最大功率點降低使得光伏模組輸出功率下降，藉由偵測太陽能轉換器輸出電流的大小，決定電池功率轉移電路的控制策略，提高整體充電速度。本文透過電池充放電時的暫態特性，分別設計光伏模組受部分遮罩與串聯電池組電壓不均等的平衡策略，有效縮短電池組充電時間。本研究以Powersim電路模擬軟體驗證太陽能轉換器設計以達到最大功率點追蹤控制，以及電池功率轉移電路的平衡策略可行性。最終建置六組串聯形式的太陽能轉換器充電模組，各模組的輸入電壓為7.2 V、輸出電壓為4.2 V、輸出瓦數為3.19 W，轉換器的最高效率為94.1%。電池功率轉移電路在電池電壓變動範圍下皆維持88%以上的效率，電路雛形經過測試，

使用電池容量為1.3 Ah的串聯電池組，在光伏模組受遮罩條件下，可以提升平均35.9%的充電時間，電池電壓不均的條件，可以提升平均33.4%的充電時間。