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研究生:黃文宏
研究生(外文):Hwang Wen-Hong
論文名稱:主動箝位式零電壓切換順向式轉換器之研製
論文名稱(外文):Realization Study of Active Clamp Zero-Voltage-Switching Forward Converter
指導教授:謝冠群
指導教授(外文):Guan-Chyun Hsieh
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:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:零電壓切換主動式箝位洩磁同步整流直流對直流轉換器電壓前饋
外文關鍵詞:ZVSFACRSRDC/DCvoltage feedforward
相關次數:
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本論文主要目的在於提出研製主動式箝位洩磁順向轉換器﹙forward
converter with active clamp reset,FACR﹚配合諧振電感來達到電力開關的零電壓切換 (zero voltage switching,ZVS)及降低切換損失。同時為了提高效率,在輸出端採用導通電阻極低(約10mΩ)的MOSFET來做同步整流(synchronous rectifier,SR),並且利用變壓器的二次側電壓來驅動整流電晶體,降低驅動電路的複雜度。在控制方面,採用具有電壓前饋(voltage feedforward)功能的電壓模式控制,以消除轉移方程式中輸入電壓VI變數的變化,且可減低轉移函數的變數項,並提高電路的穩定性。文中首先分析零電壓主動箝位式同步整流順向轉換器的動作原理,其次推導其小信號轉移方程式,藉以對系統施以頻率補償,提高系統的穩定
度與動態響應的速度,最後本文提出針對零電壓主動箝位式同步整流順
向轉換器的設計準則,並實際設計一部直流輸入電壓48V,(變化範圍
40~60V),直流輸出為5V/20A的直流對直流轉換器(DC/DC converter)
以驗證電腦模擬與理論分析的估測。
This paper is to present the design and realization of the forward converter with active clamp reset (FACR). The zero-voltage-switching (ZVS) is achieved by a resonant inductor to reduce the switching loss. In order to increase the efficiency, a synchronous rectifier is adopted by using MOSFET with low RDS(ON)(about 10mΩ) at the output end. To further stabilize the
system, a voltage mode control with voltage feed-forward is adopted to eliminate the variation of the input voltage variation for reducing the number of variables in the transfer function. This paper first analyzes the operation of the zero-voltage-switching forward converter with active clamp reset and
synchronous rectification. The small-signal transfer function is derived for the analysis of frequency response. Both system stability and dynamic response are also conducted. Finally, a design procedure of the zero-voltage-switch forward converter with active clamp reset and synchronous rectification is proposed. A design example of DC/DC converter, whose input
is 48V (ranged from 40~60VDC) and the output is 5V/20A, is implemented to verify the computer simulation and the theoretical predictions.
英文摘要 Ⅱ
誌謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖表索引 Ⅶ
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 內容簡介 4
第二章 順向式轉換器的原理 6
2.1 洩磁繞組順向式轉換器 6
2.2 諧振洩磁順向式轉換器 10
2.3 被動式箝位洩磁順向式轉換器 12
第三章 主動式零電壓順向式轉換器分析 16
3.1 動作原理與穩態分析 16
第四章 同步整流電路 30
4.1 同步整流簡介 30
4.2 順向式轉換器同步整流原理 31
第五章 系統分析及補償 34
5.1 系統小訊號分析 34
5.2 控制方式 41
5.3 回授補償技術 43
第六章 設計考量 47
6.1 工作週期 47
6.2 諧振電感設計 47
6.3 變壓器設計 48
6.4 切換功率晶體開關的選用 52
6.5 同步整流開關的選用 53
6.6 切換功率晶體驅動電路的設計 53
6.7 輸出電容、電感的設計 55
6.8 箝位電容的設計 57
第七章 設計實例 60
7.1 工作週期 60
7.2 諧振電感設計 60
7.3 變壓器設計 61
7.4 切換功率晶體開關的選用 62
7.5 同步整流電晶體的選用 62
7.6 切換功率晶體驅動電路的設計 62
7.7 輸出電容、電感的設計 62
7.8 箝位電容的設計 63
7.9 控制器設計 63
第八章 系統模擬 66
8.1 主電路各點波形模擬 66
8.2 IsSpice 模擬結果 67
8.3 提昇IsSpice模擬速度的方法 73
8.4 小訊號模擬 74
第九章 量測與結果 77
9.1 電路實際量測結果 77
9.2 電路實測波形 79
9.3 小訊號量測結果 86
9.4 討論 88
第十章 結論 90
參考文獻 91
參考文獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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