臺灣博碩士論文加值系統

本文主旨是為了提高低電壓輸入時效率的提升，把PFC(Power Factor Correction)的電壓分成兩段式的操作，並採用雙變壓器方式的非對稱半橋轉換器架構來做設計。本文所指的兩段式升壓，當輸入電壓在 間都將它升壓並整流到 ，而輸入電壓為 間之電壓時均升壓並整流到 ，藉由理論上的推導後並把它進一步實際的製作，由實做所得的數據可明顯的知本文所提出的方法不僅能提高效率更能夠減少損失與干擾。

The purpose of this thesis is to improve the efficiency of the converter to improve the low-voltage, it will be divided the voltage of PFC into two sections with two stage input voltage. Using asymmetrical half bridge converter, which adopt one pair of transformer structure. When the input voltage is between ( and ), we boost it to , and when the input the voltage is between ( and ) we boost it to . The experimental results of the real implemented hardware obvious by demonstrate that the method can not only raise the efficiency but also reduce the losses of the converter.

目錄
中文摘要………………………………………………………I
ABSTRACT………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………III
目錄……………………………………………………………IV
圖目錄…………………………………………………………VI
表目錄…………………………………………………………VII
第一章 緒論……………………………………………… 1
1.1研究背景與動機………………………………………… 1
1.2文獻探討………………………………………………… 2
1.3內容簡介……………………………………….…………2
第二章 直流轉換器……………………………………… 3
2.1 前言…………………………………………………3
2.2 降壓型轉換器………………………………………6
2.3 傳統順向式轉換器…………………………………10
2.4 RCD 箝位順向式轉換器……………………………12
2.5 主動箝位順向式轉換器……………………………13
2.6 推挽式轉器…………………………………………14
2.7 半橋轉換器…………………………………………18
2.8 軟性切換……………………………………………23
第三章 不對稱半橋轉換器…………………………… …25
3.1 前言…………………………………………………25
3.2 不對稱半橋轉換器電路簡介………………………25
3.3不對稱半橋轉換器之動作分析…………………… 27
3.4 不對稱半橋轉換器與傳統半橋轉換器…………………35
3.5 其他不對稱半橋轉換器…………………………………38
第四章 實務線路設計製作……………………………… 52
4.1 前言………………………………………………………52
4.2 系統架構……………………………………………52
4.3 控制元件………………………………………………………………53
4.4 變壓器設計…………………………………………55
4.5 功率切換開關之選擇………………………………61
4.6 諧振電感……………………………………………63
4.7 輸出電容選擇…………………………………… 63
第五章 實驗結果………………………………………… 64
5.1 實測電路波形…………………………………… 64
5.2 結論討論……………………………………………66
第六章 結論……………………………………………… 71
6.1 結論…………………………………………………71
6.2 未來研究方向………………………………………71
參考文獻………………………………………………………72


圖目錄 圖2.1 線性電源電源供應器方塊圖………………………………………………………….3
圖2.2 交換式電源供應器結構……………………………..………………………………...4
圖2.3(a) 降壓型直流轉換器為順向式轉換器基本電路…………………………………….6
圖2.3(b) 降壓型直流轉換器為順向式轉換器波形…………………………………………7
圖 2.4 狀態……………………………………………7
圖 2.5 狀態………………………………………………………8
圖 2.6 傳統順向式轉換…………………………………………………...11
圖 2.7 RCD 箝位順向式轉換器……………………………………………………………..12
圖 2.8 主動箝位順向式轉換器……………………………………………………………...13
圖 2.9 推晚式轉換器…………………………………………………………...14
圖 2.10 推晚式轉換器時序波形圖………………………………………………………….17
圖 2.11 半橋轉換器…………………………………………………………………………..19 圖 2.12 半橋事時序控制波形圖……………………………………………………………..22
圖 2.13 具緩衝器的切換路徑………………………………………………………………..23
圖 2.14 零電壓、零電流之切換路徑………………………………………………………..23
圖 2.15 零電壓切換方式………………………………………………..24
圖 3.1 不對稱半橋轉換器…………………………………26
圖 3.2 開關控制時序與電路主要波形圖……………………………………………………27
圖 3.3 電流路徑………….………………………………………………………28 )0(0tt<<圖 3.4電流路徑……………………………..……………………………………29 )(10ttt<<圖 3.5 電流路徑)(21ttt<<………….………………………………………………………30
圖 3.6 電流路徑)(32ttt<<……………….…………………………………………………31
圖 3.7 電流路徑)(43ttt<<…………………….……………………………………………32
圖 3.8 電流路徑)(54ttt<<…………………………….…33
圖 3.9 電流路徑)(65ttt<<….…………………………………………………….…………33
圖 3.10 電流路徑)(76ttt<<.…………………………..35
VI
圖 3.11 不對稱半橋轉換器與傳統半橋轉換器………………………………………………36
圖 3.12 不同開關傳送能量與責任週期之關係圖…………...36
圖3.13 輸出整流二極體逆向偏壓與責任週期關係………………………………………….37
圖 3.14 激磁電流與責任週期之關係…………….…37

圖 3.15 不對稱半橋返馳式轉換器……………………….…38
圖 3.16 (Q1) 導通時之電流路徑…………………………....39
圖 3.16 (Q2) 導通時之電流路徑……………………………39
圖 3.17 雙變壓器型不對稱半橋轉換器…………………………40
圖 3.18 開關控制時序與電路主要波形圖…………………41
圖 3.19 電流路徑)(10ttt<<…………………………….……42
圖 3.20 電流路徑)(21ttt<<…………………………….……43
圖 3.21 電流路徑)(32ttt<<…………………………….……44
圖 3.22 電流路徑)(43ttt<<……………………………………….45
圖 3.23 電流路徑)(54ttt<<………………………………….46
圖 3.24 電流路徑)(65ttt<<…………………………………….47
圖 3.25 電流路徑)(76ttt<<…………………………………48
圖 3.26 電流路徑)(87ttt<<…………………………………………………49
圖 3.27 電壓轉移比與責任週期之關係…………………………50
圖 4.1 系統方塊圖……………………………………..52
圖 4.2 4800 內部方塊圖……………………………….54
圖 4.3 L6384 內部方塊圖……………………………..55
圖 5.1 Q1 零電壓波形………………………………………64
圖 5.2 Q2 零電壓波形………………………………....64
圖 5.3 Q1與 D1D2 波形………………………………………65
圖 5.4 Q1與. D1D2 波形……………………………………65
圖 5.5 輸出電壓與輸出電流關係………………………………6
圖 5.6 效率與輸出電流關係……………………………..66
圖 5.7 輸出電壓與輸出電流關係………………………..67
VII
圖 5.8 效率與輸出電……………………………………67
圖 5.9 輸出電壓與輸出電流關係………………………68
圖 5.10 效率與輸出電流關係……………………………….68
圖 5.11 輸出電壓與輸出電流關係……………………………69
圖 5.12 效率與輸出電流關係………..69
VIII
表目錄 表2.1 線性式電源與交換式電源特性比較表…………5
表5.1 交流輸入電壓90Vac升壓至260Vdc與效率之關係……………66
表5.2 交流輸入電壓90Vac升壓至360Vdc與效率之關係…………67
表5.3 交流輸入電壓115Vac升壓至260Vdc與效率之關係……..68
表5.4 交流輸入電壓115Vac升壓至360Vdc與效率之關係…………..69

參考文獻
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