液晶電視400瓦交/直流電源模組之研製｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	楊馨傑 HSIN-CHIEH YANG
論文名稱：	液晶電視400瓦交/直流電源模組之研製 Design and Implementation of a 400-W AC-DC Power Supply for TFT-LCD TV
指導教授：	羅有綱 Yu-Kang Lo
口試委員:	楊宗銘 Chung-Ming Young 邱煌仁 Huang-Jen Chiu 歐勝源 none
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：	120
中文關鍵詞：	液晶電視、功率因數修正、串聯諧振轉換器、零電壓切換、同步整流、電流模式降壓型轉換器、低待機損耗
外文關鍵詞：	synchronous rectifier, current-mode buck converter, low standby power
相關次數：	點閱：222 下載：4
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本篇論文主要研製一適用於47吋以上的液晶電視的400瓦電源供應器，輸出規格如下，液晶面板電源：24 V/12 A、主系統端電源：12 V/7 A與喇叭電源：5 V/6 A。電源模組中使用主動式功率因數修正電路為前置穩壓器，以提高功率因數並減少輸入電流的總諧波失真率。DC-DC轉換器電路架構則為半橋式串聯諧振轉換器，配合零電壓切換與同步整流電路提高轉換效率。喇叭電源電路為電流模式之降壓型轉換器。所研製之電源供應器有過電壓與過電流保護機制，以提供電源模組之安全保護。在輔助電源方面，採用低空載損耗之返馳式轉換器架構，提供待機模式下所需之系統電源。
雛型電路的實驗測量結果，驗證了本論文所提電源架構與控制方法的可行性。全機轉換效率在輸入電壓為110 Vrms以上時均達約88 %，而待機損耗則低於0.5 W，且於全載範圍內輸出電壓的穩壓率均在規範之內。

This thesis presents a 400-W power supply for TFT-LCD TV with panel sizes over 47 inches. The output specifications of the presented power supply are 24 V/12 A for LCD panel, 12 V/7 A for main system, and 5 V/6 A for loudspeakers. An active power factor corrector (PFC) is used to improve the input power factor (PF) and reduce the total harmonic distortion (THD) of the input current. A half-bridge series resonant converter (SRC) topology is adopted as the DC-DC conversion stage. Meanwhile, a current-mode buck converter supplies the required power for the loudspeakers. In order to provide safe protections for the power module, the over-current and over-voltage protection mechanisms are included. To achieve the standby mode system operations, the Tinyswitch flyback converter which features low no-load loss is used for the auxiliary power circuit.
Experimental results on a prototype power supply verify the feasibility of the proposed circuit topology and the control method. Conversion efficiency at 110 Vrms input voltage exceeds 88 %. Also the standby power is less than 0.5 W. The output voltages are within the specified regulations for the entire load range.

中文摘要    ------------------------------------------------------------------------ I
英文摘要    ------------------------------------------------------------------------II
誌謝    ------------------------------------------------------------------------------III
目錄    ------------------------------------------------------------------------------IV
圖表索引    ------------------------------------------------------------------------IX

第一章 緒論     -------------------------------------------------------------------1
1 研究動機及目的     ----------------------------------------------------1
2 研究內容     -------------------------------------------------------------3
3 論文內容大綱     -------------------------------------------------------4
第二章 主動式功率因數修正電路原理簡介     -----------------------------5
1 功率因數修正簡介     -------------------------------------------------5
1.1 功率因數的定義     ---------------------------------------------5
1.2 總諧波失真率的定義     ---------------------------------------7
1.3 功率因數與總諧波失真率的關係     ------------------------8
2 功率因數修正電路簡介     -------------------------------------------8
2.1 升壓型轉換器電路之動作原理     -------------------------10
2.2 功率因數修正技術的控制原理     -------------------------12
第三章 返馳式轉換器電路原理簡介     ------------------------------------18
1 返馳式轉換器電路原理     -----------------------------------------18
2 理想條件下連續與不連續狀態     --------------------------------21
2.1 理想條件下連續模式     -------------------------------------21
2.2 理想條件下不連續模式     ----------------------------------21
3 非理想條件下連續與不連續模式   ---------------------------------22
3.1 非理想條件下連續模式     -----------------------------------22
3.2 非理想條件下不連續模式     --------------------------------23
第四章 電流模式降壓型轉換器電路原理簡介     ------------------------25
1 降壓型轉換器電路原理     -----------------------------------------25
2PWM控制系統回授類型     ---------------------------------------29
2.1 電壓控制模式轉換器簡介     -------------------------------29
2.2 電流控制模式轉換器簡介     -------------------------------30
第五章 半橋式串聯諧振轉換器原理分析     ------------------------------34
1LC串聯諧振電路簡介      -----------------------------------------34
2 理想R-L-C串聯電路的頻率響應     -------------------------------36
3 零電流切換與零電壓切換     --------------------------------------37
4 半橋式串聯諧振轉換器     -----------------------------------------38
4.1 SRC諧振模式     -----------------------------------------------40
4.2 LLC諧振模式     ----------------------------------------------41
4.3 SRC與LLC之比較     -----------------------------------------42
5SRC主架構動作暫態分析     --------------------------------------43
5-6 同步整流技術       --------------------------------------------------51
6.1 同步整流技術優點     ----------------------------------------51
6.2 同步整流技術訊號控制     ----------------------------------52
第六章 半橋式串聯諧振轉換器電路模擬     ------------------------------55
1MATLAB模擬    ------------------------------------------------------55
1.1 半橋式串聯諧振轉換器之功率級電路分析    -----------55
1.2 半橋式串聯諧振轉換器之功率元件電路模擬    --------60
2Is-Spice電路模擬    --------------------------------------------------62
2.1 模擬參數設定     ----------------------------------------------62
2.2 模擬波形與討論     -------------------------------------------62
第七章 電路設計     ------------------------------------------------------------67
1 主動式功率因數修正的電路設計     ------------------------------67
1.1UC3854     -----------------------------------------------------67
1.2 電路規格     ----------------------------------------------------68
1.3 輸入電感值的計算     ----------------------------------------69
1.4 輸出電容值的計算     ----------------------------------------70
1.5 功率開關的選擇     -------------------------------------------70
1.6 主二極體的選擇     -------------------------------------------70
1.7 橋式整流器的選擇     ----------------------------------------70
2 返馳式轉換器的電路設計     ---------------------------------------71
2.1TNY266P的簡介     -----------------------------------------71
2.2 電路規格     ---------------------------------------------------72
2.3 變壓器一次側繞組圈數的計算     ------------------------72
2.4 空氣間隙長度lg的計算     ---------------------------------73
2.5 變壓器二次側繞組圈數的計算     -------------------------73
3 電流模式降壓型轉換器電路設計     ------------------------------74
3.1UC3842     -----------------------------------------------------74
3.2 電路規格     ----------------------------------------------------75
3.3Buck電感值的計算     --------------------------------------76
3.4 輸出電容的計算     -------------------------------------------76
3.5 功率電晶體的選擇     ----------------------------------------77
3.6 飛輪二極體的選擇     ----------------------------------------77
4 半橋式同步整流串聯諧振轉換器電路設計     ------------------77
4.1TL494     -------------------------------------------------------78
4.2 電路規格     ----------------------------------------------------79
4.3 半橋切換電晶體的選擇     ----------------------------------80
4.4LC諧振槽設計考量     ---------------------------------------80
4.5 變壓器設計考量     -------------------------------------------82
4.6 同步整流功率電晶體選擇     -------------------------------84
4.7 輸出電容的計算     -------------------------------------------84
4.8 雙組輸出穩壓回授電阻設計     ----------------------------85
5 電路保護設計     ------------------------------------------------------86
5.1 保護電路規格     ----------------------------------------------87
5.2 保護電路動作原理     ----------------------------------------88
第八章 實驗數據及波形     ---------------------------------------------------90
1 主動式功率因數修正電路實測波形及數據     ------------------90
1.1 電路實測波形     ----------------------------------------------90
1.2 電路實測數據     ----------------------------------------------92
2 反馳式轉換器電路實測波形及數據     ---------------------------96
2.1 電路實測波形     ----------------------------------------------96
2.2 電路實測數據     ----------------------------------------------97
3 電流模式降壓型轉換器電路實測波形及數據     ------------100
3.1 電路實測波形     -------------------------------------------100
3.2 電路實測數據     --------------------------------------------101
4 半橋串聯諧振轉換器電路實測波形及數據     ----------------104
4.1 電路實測波形     --------------------------------------------104
4.2 電路實測數據     --------------------------------------------108
5液晶電視電源整體電路實測數據     ----------------------------111
第九章 總結與未來展望     --------------------------------------------------116
1 總結     ----------------------------------------------------------------116
2 未來展望     ----------------------------------------------------------117
參考文獻    -----------------------------------------------------------------------118

                                

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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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