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研究生:黃盈庭
研究生(外文):Ying-ting Huang
論文名稱:單級半無橋式SEPIC PFC LED驅動器之研製
論文名稱(外文):Study and Implementation of a Single-Stage Semi-Bridgeless SEPIC PFC LED Driver
指導教授:邱煌仁羅有綱
指導教授(外文):Huang-jen ChiuYu-kang Lo
口試委員:邱煌仁羅有綱
口試委員(外文):Huang-jen ChiuYu-kang Lo
口試日期:2014-07-22
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:83
中文關鍵詞:SEPIC連續導通模式半無橋式功率因數修正
外文關鍵詞:SEPICCCMsemi-bridgelesspower factor corrector
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本論文主要研製操作於連續導通模式之具功率因數修正SEPIC LED驅動器,此架構可以達到高效率及高功率因數的特性;輸入端採用半無橋式架構,以減少橋式整流器在導通路徑上造成的能量損失。本論文詳細分析電路架構與工作原理,並依據設計準則實作一台300 W實驗電路,與一台相同規格之標準式電路進行比較,最後驗證此架構與控制策略之可行性。
This thesis presents the study and implementation of a single-stage semi-bridgeless SEPIC LED driver operated under continuous conduction mode (CCM). High efficiency and high power factor can be achieved with this topology. The semi-bridgeless configuration helps eliminate the conduction loss on the bridge rectifier. The operating principles are analyzed in detail. A 300-W prototype of the proposed LED driver has been built according to the design procedures. The experimental results are compared to those of a conventional counterpart with the same specifications to verify the feasibilities of the presented topology and control strategy.
摘 要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目 錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文內容架構簡述 2
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 功率因數修正器之分類 8
2.2.1 被動式功率因數修正器 8
2.2.2 主動式功率因數修正器 10
2.3 功率因數修正器之操作模式 14
2.3.1 連續導通模式 14
2.3.2 不連續導通模式 15
2.3.3 邊界導通模式 16
2.4 功率因數修正器之控制方法 17
2.4.1 電壓隨耦控制 17
2.4.2 乘法器控制 18
第三章 半無橋式SEPIC電路架構與原理 24
3.1 SEPIC電路架構與原理 24
3.2 單開關標準式SEPIC電路 30
3.3 雙開關半無橋式SEPIC電路 33
3.4 半無橋式SEPIC電路與標準式SEPIC電路之比較 36
第四章 實體電路參數設計 37
4.1 半無橋式SEPIC PFC LED驅動器之設計規格 37
4.2 功率級元件設計 37
4.2.1 輸入電感設計 39
4.2.2 電感設計 42
4.2.3 電容設計 43
4.2.4 功率開關元件設計 45
4.2.5 輸出二極體設計 45
4.3 控制級元件設計 46
4.3.1 控制IC UCC28019介紹 46
4.3.2 元件設計 52
第五章 電路實驗結果 54
5.1 實驗波形與數據 54
5.2 損耗分析 63
5.2.1 輸入電感損失 63
5.2.2 電感損失 66
5.2.3 電容損失 68
5.2.4 功率開關元件損失 69
5.2.5 輸出二極體損失 72
5.2.6 輸入整流二極體損失 73
5.2.7 EMI濾波器損失 74
5.2.8 功率損耗分佈 74
5.3 半無橋式SEPIC電路與標準式SEPIC電路
之實驗結果比較 76
第六章 結論與未來展望 80
6.1 結論 80
6.2 未來展望 80
參考文獻 82
[1]鄭世仁,一般照明應用高效率可調光LED驅動器之研製,國立台灣科技大學電子工程系博士論文,2010年。
[2]邱韵筑,可調輸出電壓SEPIC LED驅動器之研製,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2013年。
[3]林政廷,倍壓整流無橋交流開關功率因數修正器之研製,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2013年。
[4]林芳毅,半無橋及無橋交流雙向開關式功率因數修正器之研製,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2013年。
[5]楊清吉,單級返馳式PFC與單級SEPIC PFC之實現與比較,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2009年。
[6]鍾四維,高效能LED路燈之輸出疊加式單級驅動電源研製,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2013年。
[7]Application Handbook, “Magnetic Powder Cores,” Chang Sung Corporation, 2011.
[8]Texas Instruments, “8-Pin Continuous Conduction Mode (CCM) PFC Controller,” Texas Instruments Datasheet of UCC28019, April 2007.
[9]吳義利,切換式電源轉換器:原理與實用設計技術(實例設計導向),高雄:文笙書局,2012年。
[10]Advanced Power Technology, “Ultrafast Soft Recovery Rectifier Diode,” Advanced Power Technology Datasheet of APT30D60BCT, 2002.
[11]HY Electronic (Cayman) Limited, ”Glass Passivated Bridge Rectifiers,” HY Electronic (Cayman) Limited Datasheet of GBJ2506, 2009.
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