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研究生:林世煒
研究生(外文):Shih-Wei Lin
論文名稱:激磁電感於順向式轉換器影響之探討
論文名稱(外文):Investigation of the Magnetizing Inductance Effects on Forward Converters
指導教授:陳金嘉
指導教授(外文):Jin-Jia Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:激磁電感順向式轉換器小信號分析外加補償斜率
外文關鍵詞:Magnetizing inductanceforward convertersmall signal analysisexternal ramp
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本論文主要探討順向式(Forward)轉換器中隔離變壓器之激磁電感(Magnetizing Inductance)對電路之影響。因此在電路分析之一開始,激磁電感即被加入於順向式轉換器之小信號模型中,並針對其控制對輸出、電流迴路增益及聲頻感受度(Audio-Susceptibility)之轉移函數進行推導;接著將所推導之結果利用數學模擬軟體Mathcad模擬此三個轉移函數之頻率響應大小及相位;最後再根據模擬所設定之值,設計一個順向式轉換器實驗電路,並實際量測電路的控制對輸出與聲頻感受度。由模擬與實驗結果之比較,證實此含有激磁電感之小信號分析的準確性,並釐清激磁電感與外加補償斜率(External Ramp)對順向轉換器電路影響之異同。
This thesis is aimed to investigate the effects of the magnetizing inductance of the isolating transformer on the forward converter. Thus in the beginning of the circuit analysis, the magnetizing inductance is added in the forward converter small-signal model to derive the transfer functions of the control-to-output, the current-loop gain, and the audio-susceptibility. Next, with the deduction the frequency responses of the amplitude and the phase for the three transfer functions are simulated by using the MATHCAD software. Finally, base on the set values from the simulation result, an experimental forward converter circuit is designed, and the control-to-output and the audio-susceptibility are measured practically. With the comparison of the simulation and the experimental results, the accuracy of the small-signal model containing the magnetizing inductance is verified. Also, the similarity and the difference of the effects of the magnetizing inductance and the external ramp on the forward converter are clarified.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法與步驟 3
1.3 論文架構 4

第二章 基本轉換器之動作原理 6
2.1 轉換器之種類 6
2.2 降壓式轉換器之動作原理 8
2.3 降壓式轉換器之控制方法 11
2.4 順向式轉換器及其動作原理 18

第三章 順向式轉換器之小信號分析 25
3.1 電流控制法 25
3.2 PWM控制電路之小信號模型 28
3.3 主電路之小信號模型 33
3.4 轉移函數 39
3.5 模擬結果與討論 44

第四章 順向式轉換器之電路實測 47
4.1 電路設計 47
4.2 實驗設備 51
4.3 轉移函數之測量 55

第五章 結論與未來工作 61
5.1 結論 61
5.2 未來工作 62

參考文獻 63
[1] L. E. Gallaher, “Current regulator with AC and DC feedback,” U.S. Patent 3350628, 1967.
[2] R. B. Ridley, “A new small-signal model for current-mode control,” Ph.D. dissertation, Virginia Polytechnic Institute and state University, 1990.
[3] R. B. Ridley, A More Accurate Current-Mode Control Model, Ridley Engineering, 1990.
[4] R. B. Ridley, B. H. Cho, and F.C.Y. Lee, “Analysis and interpretation of loop gains of multiloop-controlled switching regulators power supply circuits,” IEEE Trans. Power Electronics, vol. 3, pp. 489-498, Oct. 1988.
[5] 梁適安編著,交換式電源供給器之理論與實務設計,全華科技圖書,2004年10月。
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[7] R. D. Middlebrook and S. Cuk, “A general unified approach to modeling switching-converter stages,” in IEEE PESC Conf. Rec., 1984, pp. 18-34.
[8] R. W. Erickson and D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, 2nd ed. Kluwer Acadmic, 2001.
[9] G. C. Verghese, C .A. Bruzos, and K.N. Mahabir, “Averaged and sampled-data models for current mode control: A reexamination,” in Power Electronics Specialists Conf., 1989.
[10] M. K. Kazimierczuk and D. Czarkowski, “Application of the principle of energy conservation to modeling the PWM converters,” in 2nd IEEE Conf. Control App., Vancouver, B.C., 1993.
[11] D. M. Mitchell, Switching Regulator Analysis, New York: McGrawHill, 1988, pp. 74-76.
[12] R. Ridley, Switching Power Magazine, Ridely Engineering, 2002.
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