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研究生:葉侑昇
研究生(外文):Yo-Sheng Yeh
論文名稱:具功因校正之單級柔性切換返馳式轉換器
論文名稱(外文):Single-Stage Soft Switching Flyback Converter with Power Factor Correction
指導教授:徐晉元
指導教授(外文):Chin-Yuan Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:電機工程系
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:主動箝位返馳式轉換器功因校正
外文關鍵詞:active clamp flyback converterpower factor correction
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本論文主要為研製一個具柔性切換(Soft Switching)的單級功因校正轉換器。利用主動箝位返馳式轉換器(Active Clamp Flyback Converter)的高效率、低電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI)等優點,應用至單級功因校正轉換器。此轉換器可減少開關的導通損失(Conduction Loss)和開關的切換損失(Switching Loss),並且減少電磁干擾,以達到提高效率、功因校正及降低成本之目的。本文對具柔性切換的單級功因校正轉換器動作原理作分析與討論。最後完成一雛型電路,其效率最高為84.5%(半載),滿載時為83.5%,功率因數達0.88以上。
The purpose of this thesis is to design and implement a single-stage soft switching flyback converter with power factor correction. The active clamp flyback converter has many advantages such as high efficiency, lower Electromagnetic Interference. This thesis applies the advantages of active clamp flyback converter to single-stage power factor correction AC/DC converter. This converter can reduce the conduction loss, switching loss and EMI, to achieve the goal of increasing the efficiency, power factor correction and reducing the cost. The operation principle of this single-stage power factor correction AC/DC converter is described and analyzed. Finally, a prototype converter is implemented. The maximum efficiency of this converter is 84.5% at half load and 83.5% at full load. The power factor is above 0.88.
目 錄
頁次
中文摘要…………………………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………………iii
目錄……………………………………………………………………iv
表目錄…………………………………………………………………vii
圖目錄………………………………………………………………viii
符號說明……………………………………………………………xiii
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 研究背景與目的……………………………………………1
1.2 功率因數問題………………………………………………1
1.3 柔性切換技術………………………………………………2
1.4具功因校正單級柔性切換返馳式轉換器……………………3
1.5 論文架構……………………………………………………4
第二章 主動箝位返馳式轉換器………………………………………5
2.1 返馳式轉換器………………………………………………5
2.2 返馳式轉換器的切換損失…………………………………11
2.3 主動箝位返馳式轉換器……………………………………12
2.4主動箝位返馳式轉換器模擬……………………………30
第三章 功率因數校正電路……………………………………………36
3.1 前言…………………………………………………………36
3.2 功率因數定義………………………………………………38
3.3 主動式功率因數校正電路之控制方法……………………41
3.4 具功因校正之轉換器………………………………………42
第四章 單級功因校正主動箝位返馳式轉換器………………………45
4.1 前言…………………………………………………………45
4.2 電路說明……………………………………………………46
4.3 電路之充能動作分析………………………………………47
4.4電路之釋能動作分析………………………………………57
4.5 單級功因校正主動箝位返馳式轉換器模擬………………65
4.6返馳式轉換器的變壓器設計………………………………69
第五章 轉換器電路設計與實驗………………………………………75
5.1 轉換器規格 …………………………………………………75
5.2 UCC2893控制IC介紹………………………………………76
5.3 轉換器功率級電路設計……………………………………81
5.4 實驗儀器……………………………………………………84
5.5 實測結果與討論……………………………………………84
第六章 結論與未來展望………………………………………………92
6.1 結論…………………………………………………………92
6.2 未來展望……………………………………………………92
參考文獻………………………………………………………………93
參 考 文 獻

[1] R. Watson, F.C.Lee and G.C.Hua, “Utilization of an Active-Clamp Circuit to Achieve Soft Switching in Flyback Converters”, IEEE Trans. Power Electronics, January 1996.
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[3] R. Redl, “Reducing Distortion in Boost Rectifiers with Automatic Control”, Proceedings of Applied Power Electronics Conference and Exposition, Vol.1, Feb. 1997, pp. 74-80.
[4]S. Luo,W. Qiu,W. Wu, I. Batarseh, “Flyboost Power Factor Correction Cell and its Applications in Single-stage AC-DC Converters”, Power Electronics Specialists Conference, June 2002, pp. 1375 _ 1380.
[5]梁適安,高頻交換式電源供應器原理與設計,全華科技圖書股份有限公司,2003年10月。
[6] 梁適安,交換式電源供應器之理論與實務設計,全華科技圖書股份有限公司,2004年10月。
[7]S. Luo, W. Qiu, W. Wu, W. Gu, and I. Batarseh, “A Bi-Flyback PFC Converter with Low Intermediate Bus Voltage and Tight Output Voltage Regulation for Universal Input Applications”, Proceedings of Applied Power Electronics Conference and Exposition, Vol.1, March 2002, pp. 256-262.


[8] Y. Zheng and G. Moschopoulos, “Design Considerations for a New AC-DC Single-Stage Flyback Converter”, Proceedings of Applied Power Electronics Conference and Exposition, Vol.1, March 2006, pp. 400-406.
[9]W. Wu, W. Qiu, K. Rustom, S. Luo, I. Batarseh, “Universal input single-stage PFC AC/DC converter with reduced DC-bus voltage stress”, Power Electronics Specialists Conference, Vol. 3, June 2002, pp. 1351 _1356.
[10]S. Mappus, “Active Clamp Transformer Reset: High Side or Low Side ” Application Note SLUA322 ,Texas Instruments, September 2004.
[11] S. Mappus, “Designing for High Efficiency with the Active Clamp
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[12]Texas Instruments Incorporated, “Current Mode Active Clamp PWM Controller” Application Note SLUS542C , OCTOBER 2003 − REVISED APRIL 2008.
[13]Wu, W.; Qiu, W., Gu, W., Batarseh, I., “A modified control method to alleviate DC voltage stress in active clamp PFC AC/DC converter with universal input”, to be published in APEC 2002.
[14] Jin, C.; Ninomiya, T., “A novel soft-switched single-stage AC-DC
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ripple”, PESC 2001, p660-665, Vol.2, June 2001.


[15] R.Watson, F.C.Lee and G.C.Hua, “Characterization of an Active Clamp Flyback Topology for Power Factor Correction Applications”, IEEE Trans. Power Electron,January 1996.
[16] 王偉俊,具谷底切換之單級功因校正轉換器,國立高雄應用科技大學電機工程系碩士論文,2007年7月。
[17] 翁尚文,返馳式轉換器之柔性切換研究,國立高雄應用科技大學電機工程系碩士論文,2003年6月。
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