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研究生:呂泉逵
論文名稱:交換式電源轉換器之頻率響應模擬與驗證
論文名稱(外文):Simulation and Verification of the Frequency Response of Switching Power Supply
指導教授:楊兆華楊兆華引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:明新科技大學
系所名稱:電機工程研究所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:電路模擬軟體頻率響應交換式電源轉換器
外文關鍵詞:Circuit Simulation SoftwareFrequency ResponseSwitching Power Supply
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目前市售電路模擬軟體皆無法提供準確的交換式電源轉換器頻率響應之模擬分析,因此迴路穩定度補償只能採用人工推導轉移函數之傳統模式進行分析並配合Matlab做模擬與設計,故與成品實測數據都存在很大的誤差。
針對上述問題,本論文研究提出一套全新方法,讓一般電路模擬軟體也具有模擬分析交換式電源轉換器頻率響應之能力。再以Buck、Boost、Buck-Boost三種基本轉換器作為示範,並使用頻率響應分析儀PSM1700測量佐證,以證明本論文概念之可行性。

The currently circuit simulation software cannot provide an accurate frequency response simulation and analysis of switching power supply. For the stability compensation, we can only use a traditional mode of manually derived transfer function to analyze and simulate by Matlab. In this case, the data always have differences between the results of simulation and the real data.
Therefore, we suggest a new method that possesses the ability to simulate and analyze the frequency response of switching power supply under the normal simulation software, then use 3 basic converters: Buck, Boost and Buck-Boost as the modeling; and use the frequency response analysis meter, PSM1700, for the data verification. The result of the suggested method is feasible.

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 研究背景 1
1.2 研究動機及目的 2
1.3 論文組織結構 3
第二章 交換式電源轉換器之小訊號之推導 4
2.1 降-昇壓型轉換器之基本操作原理 4
2.2 降-昇壓型轉換器連續導通模式之穩態分析 6
2.3 降-昇壓型轉換器之輸出電壓漣波分析 10
2.4 降-昇壓型轉換器之小訊號模型推導 12
2.4.1 狀態空間平均法 13
2.4.2 平均開關網路法 19
第三章 迴歸分析-曲線擬合 25
3.1 迴歸模式簡述 25
3.2 迴歸分析之構造 25
3.3 多項式迴歸分析 26
3.4 曲線擬合 27
3.5 迴歸分析之電腦輔助軟體-Matlab 28
3.6 迴歸分析之應用 29
3.6.1 降壓型轉換器(Buck) 29
3.6.2 昇壓型轉換器(Boost) 31
3.6.3 降-昇壓型轉換器(Buck-Boost) 33
第四章 交換式電源轉換器開迴路與EMI量測之介紹 35
4.1轉換器之開迴路系統介紹 35
4.2 頻率響應之量測裝置 35
4.3 開迴路直接方法之量測 37
4.4 頻率響應分析儀的設定 37
4.5 EMI之量測介紹 38
第五章 交換式電源轉換器開迴路之系統模擬與實測 44
5.1 降壓型轉換器開迴路轉移函數之模擬與實測 44
5.2 昇壓型轉換器開迴路轉移函數之模擬與實測 54
5.3 降-昇壓型轉換器開迴路轉移函數之模擬與實測 64
第六章 結論及未來展望 73
6.1 結論 73
6.2 未來展望 73
參考文獻 75
作者簡介 76

[1] 梁適安 編譯,“交換式電源應供給之理論與實務設計”,全華科技圖書,民國93年。
[2] 交換式電源技術手冊,陳連春譯,建興出版社,台北,2001年。
[3] Mohan, Undeland, Robbins, POWER ELECTRONICS Third Edition, 江炫樟
譯,全華圖書股份有限公司,台北,2003年。
[4] Giovanni petrone, Giovanni Spagnuolo, “Tolerance Design of
Controllers for Switching Regulators”, IEEE Transactions On
Aerospace And Electronic Systems, Vol. 40, No. 2, pp.661-674, April 2004.
[5] Robert W. Erickson, Fundamentals of Power Electronics, Fifth Edition, U.S.A,
kluwer Academic pub, 1991.
[6] 徐德鴻 編譯,“電力電子系統建模及控制”,機械工業出版社,民國95 年。
[7] 吳宗正、鄭淑娥 著,“迴歸分析”,華泰文化事業股份有限公司,民國91年。
[8] 陳至安、簡郁紘、李振宇 翻譯,“應用線性迴規模型”,美商麥格羅、希
爾國際股份有限公司 台灣分公司,民國94年。
[9] 宋自恆、林慶仁,“切換式電源供應器的EMI 濾波器設計方法",新電子科技雜誌第187 期,2001。
[10] 蔡懷進,“EMI 濾波器與功因修正電路整合設計",國立中山大學電機工程學系,碩士論文,2000。
[11] 劉世裕,“低成本高可靠度HID燈安定器設計與研製”,私立明新科技大學電機工程研究所,碩士論文,2008。
[12] PSM1700使用手冊。

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