臺灣博碩士論文加值系統

摘要

本論文提出以不連續電流模式，進行OFF－LINE返馳式轉換器開關調節電路之研製。電路本身不需要作電氣隔離，設計上使用變壓器作電氣隔離與電壓準位的調整。返馳式轉換器的電路架構，是具有隔離特性的昇降壓型轉換器，該變壓器不是磁性元件的功能，而係利用耦合電感達到能量轉換的目的，設計整個電路的重點是磁能的儲存與釋放。本文返馳式轉換器的電路，傳遞能量機制是耦合電感，不是真正的變壓器，鐵芯需要有適當的氣隙存在，防止飽和和平衡直流成分。控制迴路是採用電壓負迴授方式，來獲得良好的電壓調節，完成一個輸入90V到130V交流電壓，輸出則是一組＋5V的直流電壓之 OFF－LINE返馳式轉換調節器之研製。

Abstract

This thesis is bringing up a research and produce of discontinuous current mode, OFF-LINE Flyback Converter, to regulate the circuit. The circuit itself is not need to do electricity isolated, using transformer to control electricity isolated and voltage standards in <a href="http://www.ntsearch.com/search.php?q=design&v=56">design</a>. Flyback converter’s circuit frame is an ascended and step-down transformer that with electricity isolated characteristic. The transformer is not a magnetism component function, it is to utilize coupled inductance for switching <a href="http://www.ntsearch.com/search.php?q=energy&v=56">energy</a> purpose, and the most important points in whole circuit <a href="http://www.ntsearch.com/search.php?q=design&v=56">design</a> are magnetic capacity <a href="http://www.ntsearch.com/search.php?q=storage&v=56">storage</a> and release. In flyback converter’s circuit, to send <a href="http://www.ntsearch.com/search.php?q=energy&v=56">energy</a> is by coupled inductance not by the transformer. The ferrite cores have to keep appropriate air gap to avoid saturation and balance direct currents. It is to use voltage go back mode to control circuit loop, and to obtain fine voltage regulated. Completed one OFF-LINE flyback converter research that is input 90V-130V AC voltages, output +5V, DC voltages.

目錄

中文摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅷ

第一章 緒論 1
1. 1 研究動機及目的 1
1. 2 研究內容 2
1. 3 研究貢獻 3
1.4 論文架構 4

第二章 返馳轉換器電源穩定器工作原理 5
2. 1轉換式電源穩定器廣泛應用之原因 5
2.2電感的反電動勢 6
2.3電感器和電容器的電壓與電流之比較 9
2.4降壓型轉換式電源穩定器 14
2.5昇壓型轉換式電源穩定器 19
2.6反馳式轉換器電源穩定器 22
2.6.1連續的電流模式 24
2.6.2邊界的電流模式 31
2.6.3不連續的電流模式 32
2.7電路結構相似但是作用原理不同的電路 38

第三章 變壓器模型及參數計算 41
3.1返馳式轉換器變壓器—扼流圈 41
3.2返馳式轉換器的變壓器 ------扼流圈設計 41
3.3設計過程 43

第四章 轉換式電源穩定器電路之結構 52
4.1主要電路圖 52
4.2電路操作 52
4.3緩衝電路提高效率 53

第五章 硬體設計與整體測試 56
5.1設計過程 56
5.2硬體實體圖與測試結果 60

第六章 結論與建議 67
6.1結論 67
6.2未來研究方向及建議 68
參考文獻 70
作者簡介 73






























表目錄

表3.1 重薄膜絕緣磁線規格 51

































圖目錄

圖2－1 電感內所能儲存的能量是LI2/2 6
圖2－2 因為無法使能量在瞬間產生變化，所以無法使電流I在瞬間遮斷，或者改變它流通方向。 7
圖2－3 有次級電路的電感時，利用初級電路遮斷，相同的安匝（ampere turns），可以保持和次級電路上流通的電流相同磁場。 8
圖2－4 電感的端子電壓是V時，電感L上所流通的電流
變化率就是V/L 8
圖2－5 電流I和電壓的積分值成正比Ip＝VpTp/L 10
圖2－6 電容器和電感器的情況就不一樣，電容器的電流和電壓是成相反的狀態Vp＝IpTp/C 11
圖2－7 整流電路之暫態響應 12
圖2－8 降壓形（Buck）DC－DC換流器 15
圖2－9 昇壓型（Buck）DC－DC換流器 22
圖2－10返馳式轉換器 23
圖2－11返馳式轉換器的電路模式：（a）開關導通
（b）開關截止 24
圖2－12返馳式轉換器電路 25
圖2－13連續電流模式下，返馳式轉換器電路的電壓
和電流波形 26
圖2－14返馳式轉換器電路，當功率開關導通時 27
圖2－15儲能期間一次側的電路和一次側電流的波形 27
圖2－16返馳式轉換器電路，當功率開關截止時 29
圖2－17釋放能量期間二次側的電路和二次側電流的波形 29
圖2－18邊界電流的模式，返馳式轉換器電路之電壓
和電流波形 32
圖2－19不連續的電流模式，返馳式轉換器，電路的電壓
和電流波形 36
圖2－20有氣隙存在和無氣隙存在的磁滯曲線 37
圖2－21 氣隙和傳送能量的關係（a）氣隙很小
（b）氣隙很大 37
圖2－22直進式（Forward type）或是ON－ON式 38
圖2－23返馳式（Fly back）或是ON-OFF式 39
圖3－1 此電壓與電流的波形描述返馳式變壓器- 扼流圈整個
能量轉移的關係 42
圖3－2 此波形則描述不完全能量轉移的關係 42
圖4－1主要電路圖 52
圖5－1變壓器電感量測 60
圖5－2測試裝備與返馳式開關調節器 60
圖5－3空載輸出電壓量測 61
圖5－4滿載輸出電壓量測 61
圖5－5 R10電阻量測波形 62
圖5－6 IC1第6腳量測波形 62
圖5－7 IC1第3腳量測波形 63
圖5－8電容C8量測波形 63

參考文獻

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