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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄧學澤
研究生(外文):XUE-ZE DENG
論文名稱:數位冷備援式電源模組之研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of Digital Controlled Cold-Redundant Power Supply Modules
指導教授:邱煌仁謝耀慶
指導教授(外文):Huang-Jen ChiuYao-Ching Hsieh
口試委員:邱煌仁謝耀慶
口試委員(外文):Huang-Jen ChiuYao-Ching Hsieh
口試日期:2015-07-23
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:半橋串聯諧振轉換器冷備援式控制突衝模式
外文關鍵詞:cold-redundancyburst modehalf-bridge series resonant converters.
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本論文針對冷備援式伺服器電源系統進行研究,提出數位冷備援式控制策略,藉由數位訊號處理器TMS320F28035來實現冷備援式控制機制。所實現的冷備援式電源供應器,能夠達到低待機損耗、高效率、可模組並聯的需求。當系統重載時使用雙台模組,輕載時使用單台模組,極輕載時進入突衝模式改善輕載效率。本論文採用雙台數位控制半橋串聯諧振轉換器做為直流/直流轉換模組主要架構,輸出規格為12 V/ 54 A。並考慮此架構在輕載或空載時輸出電壓穩定及改善效率,而加入突衝模式策略。數位控制電路包含均流控制電路、Oring MOSFET控制與輸出電壓回授控制。文中並針對冷備援式系統數位控制、半橋串聯諧振轉換器及並聯均流技術與Oring MOSFET控制做原理說明與設計考量。
This thesis aims to study cold-redundancy technology for server power supply system. The redundant power supply meets the needs of high efficiency and high reliability for parallel modules. The cold-redundancy technology can reduce the standby power consumption of a server power. The cold redundant power supply system is operated at normal mode under medium and heavy load conditions. Two modules provide all the load power in parallel. When the load drops to 45% of the rated load, one module is shut down and only single module provides all the load power to raise the efficiency performance. In this thesis, two digital controlled half-bridge series resonant converters module are adopted as the main circuit topologies. The output specifications of the prototype system are 12V/54A. Under light-load/ no-load conditions, a burst mode control is used to regulate the output voltage and achieve high efficiency. The control circuit includes protection circuit, automatic master-slave current-sharing and hot-swap function with an Oring MOSFET control. The operating principles and design considerations are also analyzed and discussed.
摘 要
Abstract
誌 謝
目 錄
圖索引
表索引
第一章 緒論
1.1研究背景及簡介
1.2論文系統簡介
1.3論文大綱
第二章 突衝模式數位控制概念及設計
2.1 突衝模式應用於串聯諧振式轉換器
2.1.1輕載下半橋串聯諧振式轉換器改善方式
2.1.2使用突衝模式優缺點
2.2類比IC L6599控制IC介紹
2.2.1 L6599突衝模式介紹
第三章 冷備援式系統控制策略
3.1備援式電源系統
3.1.1備援式電源系統應用
3.1.2備援式電源供應器優缺點
3.2備援式電源供應器設計
3.2.1均流控制原理
3.2.2 Oring MOSFET控制
3.3冷備援式電源系統
3.3.1冷備援式電源系統功率交會點分析
3.3.2冷備援式電源供應器回授電壓控制策略
3.3.3冷備援式電源供應器Oring MOSFET控制策略
第四章 數位控制介紹
4.1數位信號處理器TMS320F28035 介紹
4.1.1 ADC 模組介紹
4.1.2 EPWM 模組介紹
4.2以DSP實現數位突衝模式控制設計
4.2.1數位突衝模式設計
4.2.2數位突衝模式程式流程圖
4.3以DSP實現數位冷備援式控制策略
4.3.1數位冷備援式控制策略設計
4.3.2數位冷備援式控制策略流程圖
第五章 電源轉換器模組實例設計與考量
5.1半橋串聯諧振轉換器轉換器規格制定
5.2功率元件設計
5.2.1功率開關選擇
5.2.2變壓器設計
5.2.3諧振槽設計
5.2.4輸出整流元件設計
5.2.5輸出濾波電容設計
第六章 電路模擬及實驗測量結果
6.1突衝模式模擬數據
6.2電路實測波形
6.2.1突衝模式策略實測波形
6.2.2冷備援式系統策略實測波形
6.3效率量測與功率交會點分析
6.3.1效率量測
6.3.2冷備援式系統功率交會點分析
第七章 總結與未來展望
7.1結論
7.2未來展望
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