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研究生: 黃耀億
Yao-Yi Huang
論文名稱: 無橋式功率因數修正器之研製
Study and Implementation of a Bridgeless Power Factor Corrector
指導教授: 羅有綱
Yu-Kang Lo
口試委員: 劉益華
Yi-Hua Liu
歐勝源
Sheng-Yuan Ou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 無橋式功率因數修正器功率因數
外文關鍵詞: Bridgeless power factor corrector, power factor
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摘要
本論文主旨在於討論無橋式功率因數修正器之設計,首先針對各種升壓型功率因數修正器及控制策略進行分析與比較,最後以雙開關無橋式作為主電力電路架構,採用固定切換頻率及平均電流控制模式,以降低輸入電流諧波,並使輸入電流與電壓同相,達到單一功率因數與提高轉換效率的目的。
在實作上係以L4981做為控制IC,研製一500W之功率因數修正器。實驗結果驗證了所採控制技術之正確性與可行性,同時也提及後續可能的研究方向,以期更為提高功率規格及效率,並解決散熱之問題。

關鍵字 : 無橋式功率因數修正器、功率因數


Abstract
In this thesis, a bridgeless power factor corrector (PFC) is studied and implemented. Various topologies and control methods for PFC are analyzed and compared. The presented power circuit is a two-switch bridgeless boost PFC which utilizes fixed switching frequency and average-current mode control to reduce input current harmonics and allow input current to be in phase with the input voltage. And therefore, unity power factor and higher efficiency can be resulted.
For comparisons, two 500-W PFCs, conventional single-switch and bridgeless topologies, are implemented with the same control IC L4981. The experimental results verify the validity and feasibility of the adopted control technique.

Keywords: Bridgeless power factor corrector, power factor.

目 錄 摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 參數符號表 VII 圖表索引 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 5 1.3 論文內容章節簡述 6 第二章 功率因數修正器架構 7 2.1 前言 7 2.2 功率因數修正器電路架構之工作原理 7 2.2.1 單開關標準架構 7 2.2.2 雙開關無橋式架構 11 2.2.3 雙開關半橋式架構 14 2.2.4 四開關標準架構 17 2.2.5 其它型式之功率因數修正器架構 22 2.2.5.1 降壓型電路架構 23 2.2.5.2 升降壓型電路架構 24 2.4 單開關標準架構與無橋式架構之比較 24 2.4.1 輸入電壓感測方法 26 2.4.2 電流感測方法 28 第三章 主動式功率因數修正技術簡介 32 3.1 前言 32 3.2 輸入電流斜率控制法則 32 3.3 功率因數修正技術 33 3.3.1 電壓隨耦控制法 34 3.3.2. 乘法器控制法 35 3.3.2.1 連續導通模式平均電流控制法 37 3.3.2.2 連續導通模式峰值電流控制法 39 3.3.2.3 磁滯電流控制法 40 第四章 以L4981設計無橋式功率因數修正器之控制電路 42 4.1 前言 42 4.2 L4981內部方塊圖及各接腳功能介紹 43 4.3 無橋式功率因數修正器控制電路設計 45 4.3.1 乘法器設計 46 4.3.1.1 前饋電壓 47 4.3.1.2 電壓誤差放大器 48 4.3.1.3 乘法器輸入電流 51 4.3.1.4 乘法器最大輸出電流限制 52 4.3.2 電流感測電路 53 4.3.3 過載峰值限流電路 55 4.3.4 功率開關切換頻率 56 4.3.5 電流誤差放大器 56 4.3.6 過電壓保護電路 57 4.4 設計實例 58 4.4.1 電感值計算 58 4.4.2 鐵心材質的選擇 59 4.4.3 繞線線徑選擇 59 4.4.4 輸出電容設計 59 4.4.5 功率開關的選擇 60 4.4.6 功率開關驅動電路 61 4.4.7 主二極體的選擇 61 第五章 實驗數據與波形 63 5.1 單開關功率因數修正器之實驗波形 63 5.2 無橋式功率因數修正器之實驗波形 71 5.3 單開關功因修正器與無橋式功因修正器之實驗結果比較 79 第六章 結論與未來展望 83 6.1 結論 83 6.2 未來研究方向 83 參考文獻 84

參考文獻

[1]宋自恆、林慶仁,「功率因數修正器之原理與常用元件規格」,新電子科技雜誌217期,民國93年4月。
[2]A. l. Pressman, “Switching Power Supply Design,” McGraw-Hill, Inc., 1998.
[3]N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, “Power Electronics: Converters, Applications and Design”, John Wiley & Sons, 3rd Edition, 2003.
[4]R. I. Deng, and K. Ishizaka, “Single-phase sinusoidal converter using MOSFETs,” IEE Proc. Electric Power Applicat., vol. 136, no. 5, pp. 237-242, Sept. 1989.
[5]Texas Instruments Data Manual, Texas Instruments Inc., “Understanding Boost Power Stages in Switch- mode Power Supplies,” slva 061, 2002.
[6]J. W. Lim, and B. H. Kwon, “A power-factor controller for single-phase PWM rectifiers,” IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 46, no. 5, pp. 398-404, May 2002.
[7]Texas Instruments Application Note, Texas Instruments Inc., “Advanced High-Power Factor Preregulator,” slus329e, 2006.
[8]Unitrode Application Note, Texas Instruments Inc., “Average current mode control of switching power supplies,” U-140, pp. 356-369.
[9]梁適安,「交換式電源供給器之理論與實務設計」,全華,1997。
[10]S. Manias, P. D. Ziogas and G. Olivier, “An AC-to-DC converter with improved input power factor and high power density,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 22, no. 6, pp. 1073-1081, 1986.
[11]R. Martinez, and P. N. Enjeti, “A High Performance Single Phase AC to DC Rectifier with Input Power Factor Correction,” IEEE Trans. Power Electronic, vol. 11, no. 2, pp. 311-317, Mar. 1996.
[12]P. N. Enjeti, and R. Martinez, “A High Performance Single Phase AC to DC Rectifier with Input Power Factor Correction,” IEEE Proc. APEC’93, pp. 190-195, 1993.
[13]L. Huber, Y. Jang, Jovanovic, and M. Milan, “Performance Evaluation of Bridgeless PFC Boost Rectifiers,” IEEE Proc. APEC’07, pp. 165-171, 2007.
[14]P. C. TODD, “Extend Current Transformer Range,”Design Note, DN-41.
[15]P. C. TODD, “UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design,” Application Note U-134.
[16]ST Microelectronics Application Note, ST Microelectronics Inc., “A Bridgeless PFC Configuration Based on L4981 PFC Controller,” AN1606, Nov. 2002.
[17]羅永志,「以UC3854實現半橋式功率因數修正器之控制電路」,國立臺灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國92年。
[18]洪瑞鴻,「2kW功率因數修正器研製」,國立臺灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國94年。
[19]ST Microelectronics Data Manual, ST Microelectronics Inc., “L4981A Power Factor Corrector,” Sept. 2000.
[20]ST Microelectronics Data Manual, ST Microelectronics Inc., “L4981A/B Power Factor Corrector,” Sept. 1998.
[21]ST Microelectronics Data Manual, ST Microelectronics Inc., “A 500W High Power Factor With The L4981A Continuous Mode IC,” AN827, Nov. 2003.
[22]ST Microelectronics Application Note, ST Microelectronics Inc., “Designing a high power factor switching pre-regulator with the L4981 continuous mode,” AN628, Feb. 2003.
[23]B. Lu, R. Brown, and M. Soldano, “Bridgeless PFC implementation using one cycle control technique,” IEEE Proc. APEC’05, pp. 812-817, 2005.

無法下載圖示 全文公開日期 2012/07/05 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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