吳財福Tsai-Fu Wu
國立清華大學電機工程學系講座教授
學歷
- 美國伊利諾大學芝加哥校區電機工程博士 (1992)
- 美國俄亥俄大學電機工程碩士 (1988)
- 國立交通大學電子工程學士 (1983)
經歷
- 國立清華大學電機系教授 / 特聘教授 (2012/8 ～迄今)
- 益通動能股份有限公司總經理 (2007/8 ～ 2008/7)
- 國立中正大學電機系系主任 / 精緻電能應用研究中心主任/ 副校長 (1999/8 ～ 2011/7)
- 國立中正大學電機系副教授 / 教授 / 特聘教授 / 講座教授 (1993/8 ～ 2012/7)
個人勵志銘
跳脫本業窠臼，妙趣橫生；跨越領域鴻溝，海闊天空；馳騁學術疆場，創意無窮；究竟天下道理，萬源歸宗。
賦予電力轉換器生命 開發直接數位控制有成
本人對學術的重要貢獻可概分為兩大部分，分別為「電力轉換器推演」及「直接數位控制」。
首先，在「電力轉換器推演」部分，成果包括：確認「最原始轉換器」(Original Converter)，據此可推演出其他轉換器拓樸結構；提出「解碼」與「合成」之系統化和獨特方法，可以根據所要之輸入 - 輸出電壓轉換比率 (transfer ratio) 或轉換碼 (transfer code)，來推演出轉換器架構。
本人並利用植物「嫁接」與「壓條」法來推演轉換器，可以降低其同步開關的數量，並且可以在 10 分鐘內，推演出過去學者花了將近一世紀才發展出來的 6 個 PWM 轉換器。此外，更進一步推演出第 7 個和第 8 個 PWM 轉換器，將 8 個 PWM 轉換器家族化，並且找到它們的 DNA，因此可以將它們建模在兩個基本轉換器 (Buck 和 Boost) 上。本人並將轉換器的「零件對」S & D 和 L & C 與 DNA 的「核苷酸對」A & T 和 G&C 做比擬，因此轉換器可有複製和突變的特性。
簡而言之，本人是賦予電力轉換器生命的唯一一位學者，因而提出「嫁接」與「壓條」方法，用於推演其拓樸結構，並且與 DNA 的產生做比擬。研究歷程總共歷經約25 年，成果出版為「電力轉換器起源論」(Origin of Power Converters) 一書。
在「直接數位控制」研究方面，本人發展出「直接數位控制」(Direct Digital Control: DDC)，可以將單相、三相、多階層、以及混合式高低頻並聯轉換器中之濾波電感值，隨其電流變化納入控制法則中，因此可以降低鐵心體積和節省成本 50%。此外並發展出「分切合整」(Division-Summation: D-Σ) 方法，可用來將激磁和去磁感值的差異納入 DDC 的控制法則中，提升電流的追踪準確度。
本人所提出的 DDC 不需要做 αβ 和 dq 框轉換，相較於傳統方法可節省 CPU 計算時間約 2/3，因此可以大幅提昇動態響應。再者，DDC 可以容易控制轉換器達到一機多功能，包括：電力注入、整流、主動電力濾波、三相平衡及不斷電等5 種功能，能降低平均單位功能的成本約 70%。
得獎感言
本人從事電能處理相關研究已歷 30 年，所研製之應用系統種類超過20 種，近十年來帶領研究團隊朝向「諧和式直流微電網供電系統」開發。
為了因應系統之操作模式變化，而且還能穩定供應高品質電力和降低系統成本，我們開發出「直接數位控制」，讓單相和三相系統達成多功能、高效率和低噪音目標。雖簡短幾句話帶過，卻花了我們 5 位教授、12 位博士生和 30 位碩士生 5 年的心血，才能將系統整合成功。
未來將藉此累積的經驗，接續朝向 100 kHz、多部並聯及百 kW 級轉換器開發，並且建立開發平台，培育產學研所需研發人才。這雖是一條漫長、艱辛的路，但仍值得繼續前進，才能奠定更深一層的電機、工具機、電動車…等產業基石。成就一件美事，往往需要團隊的奮鬥和前輩、先進的鼓勵與支持。
此次的獲獎，表示大家的努力和研究成果受到肯定，本人謹代表各位研究成員受獎。在此由衷感謝大家的合作、分享及無私的付出，並期待再造另一高峰。
