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研究生:紀信維
研究生(外文):Hsin-Wei Chi
論文名稱:高效能直流轉換器之實現
論文名稱(外文):Implementation of High Efficiency DCDC Converter
指導教授:黃英哲黃英哲引用關係
指導教授(外文):Ying-J Huang
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:直流轉換器
外文關鍵詞:DCDC Converter
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摘 要
本篇論文主要在討論高效能直流轉換器之實現。在設計的過程當中,如果架構選擇不當,將會使得輸出效能降低。所以,唯有經過計算與分析設計,才可以提高輸出效率。文中首先將探討半橋式轉換器搭配中央抽頭式以及倍流式架構的基本動作原理,進而說明元件與電路設計上的考量。接著製作出輸出功率一百三十瓦的半橋式-倍流式架構之直流轉換器,進行四種不同架構的實驗,並比較結果,證明了本設計之可行性。

ABSTRACT
The aim of this research is to develop a high efficiency DCDC converter. In the process of designing a DCDC converter,the output efficiency will be enhanced if a suitable circuit structure can be chosen first. In this thesis,the basic operation principle of Half Bridge Centro Tap and Current Double structure is discussed. Next, the consideration of component and circuit design is explained. Finally, a practical Half Bridge Current Double Converter based on the theory of DCDC converter is implemented to prove its accessibility. The study is conducted with four different structures.

目 錄
第一章 緒論……..……..……..……..……..……..……..……..……1
1.1 研究動機及目的.…..……..…………..………..………..…1
1.2 內容簡介……….…..……..…………..………..………..…3
第二章 交換式電源供應器概論…..…………..………..………..…4
2.1 電的基本型式….…..……..…………..………..………..…4
2.2 電源轉換器的發展史……..…………..………..………….5
2.3 交換式電源供應器的優點..…………..………..………….6
2.4 基本的非隔離交換式電源供應器的原理……..………….9
2.4.1 降壓式直流轉換器CCM之穩態分析..………..……………9
2.4.2 昇壓式直流轉換器CCM之穩態分析…..………..………..12
第三章 系統描述……….…..……..…………..………..………….15
3.1 系統方塊圖…….…..……..…………..………..…………15
3.2 電源架構元件的解析……..…………..………..………...16
3.2.1 變壓器……….…..……..…………..………..……...…….16
3.2.2 功率晶體…….…..……..…………..………..……...…….19
3.2.3 輸出電感…….…..……..…………..………..……...…….20
第四章 線路架構與分析..……..…………..………..……...……...22
4.1 半橋式-中央抽頭式轉換器……..………..……...……..22
4.1.1 半橋式-中央抽頭式轉換器之基本工作原理…...…..…22
4.1.2 半橋式-中央抽頭式轉換器之穩態分析…..……...……24
4.2 半橋式-倍流式轉換器…………..………..……...……..31
4.2.1 半橋式-倍流式轉換器之基本工作原理…..……...……31
4.2.2 半橋式-倍流式轉換器之穩態分析………..……...……33
4.3 半橋式轉換器之特性..…………..………..……...……....40
4.4 次級測架構的比較…..…………..………..……...……....41
第五章 系統測試結果與說明..…………..………..……...…….....42
5.1 單組架構(一)之轉換器………..………..……...……......42
5.1.1 單組架構(一)的分析與設計…..………..……...……......42
5.1.2 單組架構(一)的實現.…………..………..……...…….....43
5.1.3 單組架構(一)的輸出效能……..………..……...……......45
5.2 單組架構(二)之轉換器………..………..……...……......46
5.2.1 單組架構(二)的實現.…………..………..……...…….....46
5.2.2 單組架構(二)的輸出效能……..………..……...……......47
5.3 基本型雙組架構之轉換器……..………..……...……......49
5.3.1 基本型雙組架構的分析與設計..………..……...……......49
5.3.2 基本型雙組架構的實現………..………..……...……......52
5.3.3 基本型雙組架構的輸出效能…..………..……...……......53
5.4 改良型雙組架構之轉換器……..………..……...……......54
5.4.1 改良型雙組架構的原型………..………..……...……......54
5.4.2 改良型雙組架構的分析與設計..………..……...……......55
5.4.3 改良型雙組架構的輸出效能…..………..……...……......58
5.5 效能總比較…..……….…….…….……..……...…….......59
第六章 結論與建議…..……….…….…….……..……...……........60

參 考 文 獻
【1】 王信雄,「應用於通訊系統的分散式電源架構」,電機月刊第十一卷第十期,pp.186-192,民90年10月。
【2】 尤如瑾,「全球交換式電源供應器(SPS)市場分析」,電機產業資訊報導第十期,pp.24-30,民90年10月。
【3】 蔡金坤,「我國交換式電源供應器產業競爭分析」,專題論述,經濟情勢暨評論季刊,第五卷第二期,民88年9月。
【4】 呂宜興,「不對稱半橋零電壓切換直流電源供應器之研製」,國立台灣大學電機工程研究所碩士論文,民89年。
【5】 J.H.Liang,P.C.Wang,K.C.Huang,C.L.Chen,Y.H.Leu and T.M.Chen,“Design optimization for asymmetrical half-bridge converter,”IEEE APEC,Vol.2,pp.697-702,2001.
【6】 J.Feng,Y.Hu,W.Chen,and C.C.Wen,“ZVS analysis of asymmetrical half-bridge converter,”IEEE APEC,Vol.1,pp.243-247,2001.
【7】 賴裕鴻,「零電壓切換脈波寬度調變半橋式轉換器之研製」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,民89年。
【8】 G.C.Chyrssis,“High Frequency Switching Power Supplies:Theory and Design,”Second Edition,McGraw-Hill,1989.
【9】 MC34025,“High speed Double-Ended PWM Controller”,ONSEMI,October,2002.
【10】 MIC4424,“Dual 3A-Peak Low side MOSFET Driver”,MICREL,1997.
【11】 梁適安,「交換式電源供給器之理論與實務設計」,全華科技圖書公司,民84年8月。
【12】 王信雄,「高頻交換式電源轉換器的變壓器設計實務」,經濟部工業局八十九年度工業技術人才培訓計畫講義。
【13】 陳連春,「電功率MOSFET應用技術」,建興出版社,2000年5月。
【14】 Sliconix Power MOFETS,VISHAY.
【15】 HUF75639,“100V,0.025Ohm,N-Channel UltraFET POWER MOSFETS”,FAIRCHILD Semicondoctor.
【16】 HUF76143,“30V,0.0055Ohm,N-Channel UltraFET POWER MOSFETS”,FAIRCHILD Semicondoctor.

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