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研究生:陳秋文
研究生(外文):Chiou-Wen Chen
論文名稱:不連續電流模式操作之半橋功率因數修正器的數學模型建立
論文名稱(外文):Modeling for Half-Bridge Power Factor Corrector operating in DCM
指導教授:歐勝源
口試委員:邱煌仁賴炎生
口試日期:2007-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電機工程系研究所
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:91
中文關鍵詞:半橋功率因數修正器不連續電流模式連續電流模式傅立葉級數
外文關鍵詞:half bridge power factor correctordiscontinuous current mode (DCM)continuous current mode(CCM) Fourier series.
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電力供應系統的電力品質乃是取決於功率因數的高低,愈高的功率因數表示電源的可用性愈高。功率因數修正技術可分為連續與不連續模式控制,而不連續模式控制具有控制簡單、不需斜率補償、具有零電流切換及無二極體逆向回復問題等優勢。
本論文以半橋式功率因數修正器為主要架構,對其操作在不連續模式做一系列的數學分析。根據電路之動作原理,推導出不連續電流的條件及輸出電壓等公式;藉由離散取樣模型計算輸入電流有效值和傅立葉級數展開之各項係數,藉以得到輸入電流基本波有效值,進而取得功率因數數學公式。最後以實際製作之硬體電路驗證所推導的公式是具有一定可信度的。
The quality of the power system is related to the power factor. The power factor correction technology includes discontinuous current mode (DCM) control and continuous current mode (CCM) control. Power factor correctors converter operating in DCM have some advantages, such as simpler control, zero-current switching and the elimination of reverse recovery loss in the diode…etc.
Studies and analysis of the half-bridge AC/DC converter using discrete waveform modeling are presented in this thesis. The discontinuous current mode (DCM) condition is discussed. The voltage gain and the power factor are expressed as functions of the circuit parameters, including the duty ratio, switching frequency, input inductance and the load resistance. The spectrum of input current is obtained by Fourier series expansion to verify the derived voltage gain and the power factor formulas. Experimental results show good conformation with the theoretical data.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 功率因數修正器 2
1.3 研究方法 4
1.4 論文架構 4
第二章 功率因數修正電路介紹 5
2.1 功率因數的探討 5
2.2 升壓型功率因數修正電路介紹 6
2.3 不連續電流模式之優缺點 14
2.4 雙開關半橋式功因修正電路之電路分析 15
2.5 雙開關半橋式功因修正電路之動作模式選取 27
第三章 電路架構之數學式推導 29
3.1 前言 29
3.2 電路動作之原理 29
3.3 電路分析之對策 32
3.4 不連續電流模式之條件推導 34
3.5 值公式推導 37
3.6 輸入電流有效值之推導 41
3.6.1輸入電流函數表示 41
3.6.2輸入電流有效值 42
3.7 功率因數之推導 45
3.7.1理想電路的能量不滅原理推導功率因數 45
3.7.2傅立葉級數展開式推導功率因數 46
第四章 電路實驗與公式計算之結果 66
4.1 不連續電流之條件 66
4.2 輸出電壓公式之驗證 70
4.3 功率因數與輸入電流基本波有效值之公式驗證 76
4.4 輸入電流之頻譜與電流總諧波失真 79
4.4.1 輸入電流之頻譜 79
4.4.2 電流總諧波失真 83
第五章 結論與未來展望 85
5.1 結論 85
5.2 未來展望 85
參考文獻 86
符號表 89
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