臺灣博碩士論文加值系統

本文提出應用於離子風散熱之連續可調式高壓電源供應器。首先，採用數位控制方式克服了傳統高壓電源供應器不易調整輸出電壓之問題;其次，分別採用單變壓器結合倍壓電路及多變壓器的架構以進行效能比較。再者，完成系統各狀態之數學模式推導，進而取得控制訊號與輸出電壓之對應關係，並提供完整的設計考量。此外，所實現之原型機是利用一次側控制技術進行電壓回授，以達到電氣隔離及降低成本之目的，並加入過電流保護，最後，再將功因修正電路、輔助電路與高壓電路進行整合，在所設定之測試條件下，實測波形與模擬結果皆與理論預測相當吻合。

A high voltage power supply with continuous adjustable function for corona wind radiating application is proposed in this thesis. First, the digital control scheme is adopted to overcome the problem for difficultly modulating the output voltage for traditional high voltage power supply. Moreover, the implemented single-transformer incorporating voltage multiplier structure and multi-transformers structure are used to compare the system performances. Next, all the mathematical models in the all operating mode are derived to get the corresponding relationship between the control signal and the output voltage. Furthermore, the prototype achieves electrical isolation and cost down by using the primary side control (PSR) technique to conduct the voltage feedback. In addition, the over current protection function is also incorporated into this system. Finally, the power factor corrector (PFC), auxiliary power circuit and high voltage power supply are integrated in the proposed system. Besides, all the simulation and experimental results are very close to the theory predictions.

摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究架構 2
1.3 離子風介紹 2
第二章 功因修正電路與輔助電源之特性與分析 6
2.1 簡介 6
2.2 功率因數與諧波之定義 6
2.2.1 功率因素之定義 7
2.2.2 諧波之定義 8
2.3 主動功率因數修正電路之技術 9
2.3.1 峰值電流控制法 10
2.3.2 磁滯電流控制法 11
2.3.3 平均電流控制法 12
2.4 功率因數修正電路之架構 13
2.4.1 升壓型轉換器含工作模式與數學分析 14
2.5 輔助電源之電路架構 18
2.5.1 輔助電源工作模式與數學分析 19
第三章 連續可調高壓電源供應器 27
3.1 高壓電源供應器系統之簡介 27
3.2 倍壓電路之原理 28
3.2.1 高壓倍壓電路之輸出對輸入之轉移函數 29
3.2.2 倍壓電路數學模型 30
3.3 具單變壓器之高壓電源 41
3.3.1 主電路架構 42
3.3.2 全橋電源供應器之工作模式與數學分析 43
3.4 具單變壓器調壓控制策略 52
3.4.1 數位類比訊號轉換器(ADC) 55
3.4.2 電壓回授電路設計 55
3.4.3 電流回授電路設計 57
3.5 具多變壓器之高壓電源 59
3.5.1 主電路架構 60
3.5.2 全橋電源供應器之工作模式與數學分析 61
3.6 具多變壓器之調壓控制策略 67
第四章 設計考量 69
4.1 功因修正電路之功率元件與控制器設計 69
4.2 輔助電源電路之設計 72
4.3 具單變壓器高壓電路之設計 75
4.3.1 全橋電路之功率元件與變壓器設計 76
4.3.2 倍壓電路之電路參數與設計 81
4.3.3數位控制與驅動IC之介紹 85
4.3.4 輸出電壓控制器之設計 90
4.4 具多變壓器高壓電路之設計 97
4.4.1 全橋電路之功率元件與變壓器設計 97
4.4.2 輸出電壓控制器之設計 99
第五章 模擬波形及實驗結果 101
5.1 功率因數修正器電路規格說明 106
5.2 具單變壓器高壓電路規格說明 111
5.3 具單變壓器高壓電路模擬與實測結果 108
5.4 具多變壓器高壓電路規格說明 112
5.5 具多變壓器高壓電路模擬與實測結果 114
第六章 結論及未來展望 124
6.1 結論 120
6.2 未來展望 120
參考文獻 122

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