臺灣博碩士論文加值系統

【摘要】
目前電源供應器仍是以類比控制IC為主要控器，其優點有1.成本低2.電路較簡單3.響應速度快；但缺點是通常只有提供特定控制功能，使用介面單純，不適合操作在複雜電源系統的整合，且控制迴路補償不易調整等。
近年來，隨著數位訊號控制器的快速發展，電源系統數位化是未來發展的趨勢，省電設計、電源管理、與多功能的供電需求，增加了更多開關式電源驅動IC的需求，也改變了電源供應器的供電架構。數位電源技術具有參數化、程式化的靈活性、可以使用韌體控制方式，實現複雜的電源控制與管理策略、不受環境變化影響的精確數值運算、模組化的整合應用等優點，在發展時機上，最主要的關鍵在於以電源管理為導向的整合需求。在商品化產品的發展過程，先由電源介面的數位化，發展為以系統為導向的電源管理機制，再逐漸內化到電源控制IC內部的程序控制，最後再發展到全面數位化的數位式迴路控制。
由於新一代高性能微處理器對電源的需求，電源控制IC也從傳統的單一類比控制方式，朝向多功能的整合型控制IC發展，例如TI與Infineon均推出了同時具有功率因數修正與脈寬調變控制的多功能控制IC。相信在不久的將來，應用數位/類比IC設計技術於電源控制IC之發展，將成為電源控制IC的發展趨勢，電源控制IC將朝向數位化、可程式化、與智慧化的方向發展。

【Abstract】
Power supply is still based on analog control IC as the main controller, the advantage of a low cost. The circuit is relatively simple. Fast response; but usually only to provide specific control functions, simple user interface, not suitable for operation in the complex power system integration, and control loop compensation is not easy to adjust.
In recent years, with the rapid development of digital signal controllers, the digitization of the power system is the trend of the future development of power design, power management, and multi-functional power supply requirements, an increase of more switching power driver IC demand also changed the power supply power supply architecture. Digital power technology has the flexibility of the parameters, programmable, you can use the firmware control mode, the complex power control and management strategies, from the accurate numerical computation of the impact of environmental change, the integration of modular applications in the development of timing, the key is that the demand for power management-oriented integration. In the commercialization of the product development process, the first digitization of the power supply interface, the development of system-oriented power management mechanism, and then gradually internalized to the power supply control IC with in the process control, and finally developed into going digital type loop control.
As the power requirements of the new generation of high performance microprocessors, power supply control IC from the traditional single analog control, toward a multi-functional integrated control IC development, such as TI and Infineon launched at the same time with a power factor correction and pulse-width modulation control of the multi-function control IC. I believe in the near future, the application of digital analog IC design technology in the power supply control IC development, will become the development trend of the power supply control IC, power supply control IC toward a digital, programmable, intelligent direction.

【目錄】
【摘要】 …………………………………………………………………………I
【Abstract】…………………………………………………………………………II
【目錄】 …………………………………………………………………………IV
【圖目錄】 …………………………………………………………………………Ⅵ
【表目錄】 …………………………………………………………………………Ⅸ

第一章 緒論 ………………………………………………………………………1
1.1 前言 ………………………………………………………………………1
1.2 研究目的 …………………………………………………………………2
第二章 導論 ………………………………………………………………………4
2.1 功率因數的意義 …………………………………………………………4
2.2 功率因數修正電路簡介 …………………………………………………6
2.3 升壓型功因修正電路的原理 ……………………………………………11
2.4 乘法器法 …………………………………………………………………14
2.5 電壓隨藕法 ………………………………………………………………20
2.6 DSP數位訊號處理器 ……………………………………………………21
2.7 類比數位轉換器 …………………………………………………………21
2.8 脈衝寬度調變 ……………………………………………………………26
第三章 實驗與相關參數 …………………………………………………………30
3.1 控制器分析 ………………………………………………………………30
3.2 實驗結果 …………………………………………………………………33
第四章 研究結論與未來趨勢 ……………………………………………………43
4.1 結論 ………………………………………………………………………43
4.2 未來趨勢 …………………………………………………………………43


【圖目錄】
圖1-1 數位功率修正器結構 ………………………………………………………2
圖2-1 純電阻性負載 ………………………………………………………………4
圖2-2 純電容性負載 ………………………………………………………………4
圖2-3 純電感性負載 ………………………………………………………………5
圖2-4 有無功率修正比較 …………………………………………………………6
圖2-5 全橋式整流電路 ……………………………………………………………7
圖2-6 π型被動式功率因數修正器 ………………………………………………8
圖2-7 LC濾波型被動功率因數修正器 ……………………………………………8
圖2-8 升壓型(Boost)功因修正器 …………………………………………………9
圖2-9 降壓型(Buck)功因修正器 …………………………………………………10
圖2-10 升降壓型(Buck-Boost)功因修正器 ………………………………………11
圖2-11 升壓型功因修正電路 ……………………………………………………11
圖2-12 電感電壓、電流波形 ……………………………………………………12
圖2-13 開關導通、截止等效電路 ………………………………………………12
圖2-14 乘法器控制電路方塊 ……………………………………………………14
圖2-15 磁滯電流控制法電流圖 …………………………………………………15
圖2-16 磁滯電流波形 ……………………………………………………………15
圖2-17 峰值電流控制法電流圖 …………………………………………………16
圖2-18 峰值電流波形……………………………………………………………16
圖2-19 (a)責任週期小於50%與,(b)責任週期大於50%時的誤差電……………17
圖2-20 平均電流控制法電流圖…………………………………………………18
圖2-21 平均電流波形……………………………………………………………18
圖2-22 平均電流模式之控制電路………………………………………………19
圖2-23 電壓隨耦法方塊圖………………………………………………………19
圖2-24 電壓隨耦法電流波形……………………………………………………20
圖2-25 8階ADC取樣……………………………………………………………21
圖2-26 直接轉換式ADC…………………………………………………………22
圖2-27 逐次逼近式ADC…………………………………………………………23
圖2-28 流水線式ADC……………………………………………………………23
圖2-29 延遲單元結構……………………………………………………………25
圖2-30 延遲線ADC基本結構……………………………………………………26
圖2-31 類比脈衝寬度調變………………………………………………………26
圖2-32 數位脈衝寬度調變………………………………………………………27
圖2-33 延時和多工器元件………………………………………………………28
圖3-1 33FJ16GS502控制架構……………………………………………………29
圖3-2 程式架構圖………………………………………………………………30
圖3-3 轉移函式方塊圖…………………………………………………………31
圖3-4 程式流程圖………………………………………………………………31
圖3-5 實驗電路圖………………………………………………………………33
圖3-6 0.5A 230V-115V……………………………………………………………34
圖3-7 0.5A 115V-230V……………………………………………………………34
圖3-8 1.4A 115V-230V……………………………………………………………35
圖3-9 115V 0.5A-1.5A……………………………………………………………35
圖3-10 115V 1.4A-0.5A……………………………………………………………36
圖3-11 230V 0.5A-1.4A……………………………………………………………36
圖3-12 230V 1.4A-0.5A……………………………………………………………37
圖3-13 只開Q1輸入電流…………………………………………………………37
圖3-14 只開Q2輸入電流…………………………………………………………38
圖3-15 負載0A 輸入電流圖………………………………………………………38
圖3-16 負載0.5A 輸入電流圖……………………………………………………39
圖3-17 負載1.4A 輸入電流圖……………………………………………………39





【表目錄】
表3-1 33FJ16GS502功能表………………………………………………………29
表3-2 AC 115V single效率表……………………………………………………40
表3-3 AC 220V single效率表……………………………………………………40
表3-4 AC 115V interleave效率表…………………………………………………41
表3-2 AC 230V interleave效率表…………………………………………………41

[1] 以DSP為基礎單相半橋互動式不斷電系統PFC控制, 傅久峰, 國立交通大學碩士論文, 2005.

[2] DSP全數位快速響應單相功率因數修正器之研製, 馮雅聰,國立交通大學碩士論文, 2001.

[3] 應用DSP實現為基礎之全數位單相半橋式換流器研製, 林育宗, 國立交通大學碩士論文, 2005.

[4] “共水半橋式雙向交直流轉換器數位可程式控制IC之設計”, 蔡明發, 蔡國隆, 鄒應嶼, 第三屆電力電子研討會, pp. 405-410, Sept. 17-18, 2004.

[5]數位式功率因數修正與脈寬調變控制IC之研製, 鄒應嶼, 國科會專題研究計畫成果報告, 2005.