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研究生:梁期合
研究生(外文):CHI HO LIANG
論文名稱:具低頻輸出電壓漣波抑制之返馳式功因修正電路
論文名稱(外文):Flyback PFC Converter with Low-Frequency Voltage Ripple Reduction
指導教授:羅有綱邱煌仁
指導教授(外文):Yu-Kang LoHuang-Jen Chiu
口試委員:羅有綱邱煌仁
口試委員(外文):Yu-Kang LoHuang-Jen Chiu
口試日期:2014-01-16
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電子工程系
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:返馳式轉換器電壓漣波抑制功率因數修正
外文關鍵詞:Flyback converterVoltage ripple reductionPower factor corrector (PFC)
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本論文以返馳式功因修正電路,提出兩種抑制低頻輸出電壓漣波的改良型電路架構。其一為輸出電壓疊接的方式,使用Inverse-Buck轉換器,使其產生反向的漣波電壓進而達到漣波抑制的效果,另一種為輸出並接Buck-Boost雙向轉換器,吸收多餘的能量與提供不足的能量,降低輸出電壓漣波降到限定的範圍內。
  由於漣波被抑制,可以使用較小的輸出電容來取代。因此,電解電容可以更換為固態電容以延長驅動器壽命。本文將詳細分析兩種改良型架構及工作模式,做為電路設計依據。製作一輸出36V/60W之雛型電路,透過電腦模擬與實際電路量測,驗證理論分析的結果。
This thesis studied two circuit topologies to reduce low-frequency output ripple voltage based on flyback power factor corrector (PFC). In the first topology, a reverse ripple voltage is produced by an Inverse-Buck convertor cascode at the output side to cancel the ripple. In the other topology, a bidirectional buck-boost converter is parallel-connected at the output to absorb/ supply power and thus reduce the ripple.
Due to ripple reduction, small output capacitance can be used. Therefore, electrolytic capacitor is replaced by solid-state capacitor in the prototype converter to prolong the lifetime. In this thesis, the operating principles and design considerations for the two circuit topologies are analyzed and discussed. 36 V/ 60 W laboratory prototypes are built and tested to verify the theoretical analysis.
中文
中文摘要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖目錄 viiii
表目錄 xiv
第一章  緒論 1
1.1研究動機與目的 1
1.2論文大綱 3
第二章  功率因數修正器之電路架構與原理 4
2.1 功率因數與總諧波失真之定義 4
2.2 主動功率因數修正器控制法 8
2.2.1 電壓隨耦控制法 8
2.2.2 峰值電流模式控制法 9
2.2.3 平均電流模式控制法 10
2.2.4 磁滯電流模式控制法 11
2.3 功率因數修正器操作模式 12
2.3.1 連續導通模式 13
2.3.2 邊界導通模式 14
2.3.3 不連續導通模式 15
第三章  返馳式轉換器與低頻漣波抑制電路之分析 16
3.1返馳式功率因數修正轉換器的基本原理 16
3.2返馳式功率因數修正器二次側電流諧波分析 20
3.3輸出L-C濾波器電路設計 24
3.4輸出串疊式電壓漣波抑制電路分析 26
3.4.1串疊式電壓漣波抑制電路控制方法 27
3.4.2電流模式控制 28
3.4.3 斜率補償 30
3.5並聯式電壓漣波抑制電路分析 32
3.5.1並聯式電壓漣波抑制電路控制方法 33
3.5.2輔助儲能電容電壓漣波與其電容量大小的關係 37
3.5.3雙向轉換器電感與電流漣波大小的關係 41
第四章  電路設計 43
4.1低頻漣波抑制電路之規格 43
4.2輸出串疊式電壓漣波抑制電路之設計 44
4.2.1變壓器設計 47
4.2.2 功率開關元件設計 49
4.2.3 輸出整流二極體 50
4.2.4 L6561控制IC介紹 51
4.3 Inverse-Buck轉換器之設計 52
4.3.1 輸出電感 53
4.3.2 功率開關元件設計 54
4.3.3 輸出整流二極體 55
4.3.4 UC3842控制IC介紹 55
4.4輸出並聯式電壓漣波抑制電路之設計 57
4.4.1變壓器設計 58
4.4.2 功率開關元件設計 59
4.4.3 輸出整流二極體 59
4.5 Buck-Boost雙向轉換器之設計 60
4.5.1 輸入電感設計 60
4.5.2功率開關元件設計 61
第五章  電路模擬與實驗結果 63
5.1 電路模擬 63
5.1.1 輸出串疊式電壓漣波抑制電路模擬 64
5.1.2 輸出並聯式電壓漣波抑制電路模擬 68
5.2實驗波形 69
5.2.1 輸出串疊式電壓漣波抑制電路波形 70
5.2.2 輸出並聯式電壓漣波抑制電路波形 74
5.3輸出串疊式與輸出並聯式實驗結果分析 78
第六章  結論與未來展望 84
6.1 結論 84
6.2 未來展望 85
參考文獻 87
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