臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要在探討利用新型式的PWM IC設計返馳式電源轉換器，由於電磁干擾一直是電子儀器和通訊產品設計上的一大難題，主要是因為電磁干擾解決方式相當複雜不易，所以新型式的PWM IC將藉由半導體技術，發展出頻率抖動技術(Jitter frequency)或是稱為抖頻，與傳統的抑制電磁干擾的措施，如增加一些濾波器元件等技術相比大不相同，主要是在具有EMI發射能量的那些頻段上去尋找對策，使集中頻譜能量分散化的角度來實現頻譜飄移，滿足EMI容限要求，以解決EMI的問題，達到小型化的目的。
本論文首先探討返馳式電源轉換器之基本動作原理，接著提出返馳式電源轉換器電路的設計，然後說明電磁干擾之量測元件與濾波元件設計考量，最後製作60瓦之傳統PWM IC與新型式PWM IC的電源轉換器，並且實測驗證之，實驗測試結果證明其與理論設計相符合。

The main purpose of this thesis is to design a Flyback power converter by using a new type of PWM IC. Since the way to solve the issue of EMI is complicated and tedious, it is a great challenge to design the electronic instruments and electronic communication device. Due to the highly developed technology of semiconductor, the new type PWM IC possesses a jitter frequency technique. Comparing with the traditional methods such as the insertion of noise-filter, the jitter frequency technique solves problem directly from the noise source. In other words, by dispensing the spectrum energy, the EMI can be dramatically reduced so that the size of converter can be more compact compared with that of the traditional one.
The principle of Flyback converter will be firstly discussed in this thesis. Later, the circuit designs for EMI filter with the jitter frequency technique of converter and the traditional converter will be addressed and implemented. Finally, the experiential results of a 60 watts converter with the jitter frequency technique and the traditional method will be presented and demonstrated.

致 謝 ii
摘 要 iii
Abstract iv
目 錄 v
圖目錄 ix
表目錄 xvi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 PWM IC比較 3
1.3 論文貢獻 4
1.4 論文架構 4
第二章 返馳式電源轉換器工作原理 6
2.1 返馳式轉換器之基本工作原理 6
2.2 返馳式轉換器導通模式 9
2.3 返馳式轉換器連續導通與不連續導通模式之邊界條件 17
2.4 返馳式轉換器不連續導通模式之穩態分析 21
第三章 傳導性電磁干擾之量測 28
3.1 傳導性電磁干擾標準概述 28
3.2 傳導型 EMI量測配置 32
3.3 Model 3825/2 LISN簡介 32
3.4 電磁干擾濾波器架構 36
3.4.1 共模電感 37
3.4.2 差模電感 38
3.4.3 共模電容(Y 電容) 39
3.4.4 差模電容(X 電容) 40
第四章 返馳式電源轉換器電路設計 41
4.1 規格參數制定 41
4.2 隔離變壓器設計 42
4.3 切換開關與輸出二極體選擇 54
4.4 選擇適當的輸出電容 56
4.5 電流控制脈寬調變(Current mode PWM Modulation) 57
4.5.1 電流模式脈寬調變控制積體電路UC3842之功能及操作 59
4.5.2 電流模式脈寬調變控制積體電路OB2269之功能及操作 63
第五章 實驗結果與討論 71
5.1 UC3842 PWM IC的返馳式電源轉換器實驗結果探討 72
5.1.1 開關POWER MOSFET之波形 72
5.1.2 輸出二極體之波形 74
5.1.3 輸出電容器之波形 75
5.2 OB2269 PWM IC的返馳式電源轉換器實驗結果探討 77
5.2.1 開關POWER MOSFET之波形 77
5.2.2 輸出二極體之波形 77
5.2.3 輸出電容器之波形 80
5.3 UC3842 PWM IC的返馳式電源轉換器傳導性電磁干擾測試結果探討 81
5.3.1 無傳導性電磁干擾濾波元件之波形 82
5.3.2 使用共模電感Lcm(L01)濾波元件之波形 88
5.3.3 使用共模電感Lcm(L01)、差模電容Cdm(C01)濾波元件之波形 94
5.3.4 使用共模電感Lcm(L01)、差模電容Cdm(C01)、共模電感Lcm(L02)濾波元件之波形 99
5.4 OB2269 PWM IC的返馳式電源轉換器傳導性電磁干擾濾波測試結果探討 105
5.4.1 無EMI濾波元件之波形 106
5.4.2 使用共模電感 Lcm(L01)濾波元件之波形 112
5.4.3 使用共模電感Lcm(L01)、差模電容Cdm(C01)濾波元件之波形 117
5.4.4 使用共模電感Lcm(L01)、差模電容Cdm(C01)、共模電感 Lcm(L02)濾波元件之波形 123
第六章 結論與未來研究方向 130
6.1 結論 130
6.2 未來研究方向 131
參考文獻 132

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