簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 陳裕夫
Yu-Fu Chen
論文名稱: 非對稱半橋順向諧振是轉換器之研製
Study and Implementation of Asymmetrical Half-Bridge Forward Resonant Converter
指導教授: 邱煌仁
Huang-Jen Chiu
林景源
Jing-Yuan Lin
口試委員: 謝耀慶
Yao-Ching Hsieh
顏豪呈
Hau-Chen Yen
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: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 非對稱半橋轉換器同步整流零電壓切換零電流切換
外文關鍵詞: Asymmetric half-bridge converter, Synchronous rectification, Zero-voltage-switching, Zero-current-switching
相關次數: 點閱:575下載:7
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

本論文研製一非對稱半橋順向諧振式轉換器,是以混合式切換技術搭配非對稱半橋順向式轉換器,來提高轉換器零電壓切換之範圍,且輸出二極體也具有零電流切換的優點。半橋式轉換器變壓器的磁滯迴路可操作在第一與第三象限,所以能對磁性元件有較充分的利用。而非對稱半橋電路的優勢在於架構簡單、低開關耐壓與零電壓切換的特性,適合用在低功率的電源供應系統。本論文為一非對稱半橋順向諧振式轉換器,但沒有輸出電感,二次側則利用同步整流的功率開關來取代蕭特基二極體,以減少損耗、提升效率。
本文分析非對稱半橋順向諧振式轉換器之動作原理,配合SIMPLIS電路模擬軟體的輔助設計,實際完成一適用於電壓轉接器的電路,其輸入電壓Vacin 90~264 V、輸出為19 V/65 W的轉換器。


This thesis proposes an asymmetrical half-bridge forward resonant converter, which applies the so-called of a “hybrid-switching” technique on the converter to increase the range of zero-voltage-switching (ZVS), and the zero-current-switching (ZCS) on output diode. The magnetic hysteresis loop of a half-bridge converter can transverse over both the first and the third quadrants; therefore the magnetic components can be fully utilized. An asymmetrical half-bridge converter has the following advantages: simple structure, lower switch voltage rating, ZVS features and therefore suitable for low power applications. This thesis presents an asymmetrical half-bridge forward resonant converter without output inductor. The secondary-side Schottky diode is replaced by a synchronous rectification power MOSFETs to reduce the conduction loss and improve the power efficiency.
The operating principle of the proposed converter has been analyzed, described and discussed in detail. The simulations using SIMPLIS are performed and used for circuit design. A wide input range 90 ~264 Vacin and an output of 19 V/65 W converter is implemented to verify the proposed converter scheme, which applies adapter.

目 錄 摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目 錄 v 圖目錄 vii 表目錄 xii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機及目的 1 1.2 論文大綱 3 第二章 硬性與柔性切換技術及轉換器原理 4 2.1 硬性與柔性切換技術 4 2.1.1 硬性切換的定義 4 2.1.2 柔性切換的定義 6 2.2 返馳式轉換器原理 7 2.3 順向式轉換器原理 12 第三章 非對稱半橋轉換器原理與分析 16 3.1 非對稱半橋返馳諧振式轉換器原理與分析 16 3.2 非對稱半橋順向諧振式轉換器原理與分析 23 3.3 非對稱半橋返馳諧振式與順向諧振式轉換器之比較 39 3.4 同步整流技術 41 3.4.1 自激式驅動電路 42 3.4.2 外激式驅動電路 43 第四章 電路設計與模擬分析 45 4.1 電路設計 45 4.2 模擬與波形 51 第五章 實驗結果 57 5.1 實驗波形 57 5.2 實驗數據 68 5.3 電路損耗分析 70 第六章 結論與未來展望 78 6.1 結論 78 6.2 未來展望 79 參考文獻 80

[1]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)」,文笙書局股份有限公司,2012 年。
[2]梁適安,「交換式電源供給器之理論與實務設計」,第二版,台北:全華圖書,2008年。
[3]EPARC,「電力電子學綜論」,第二版,台北:全華圖書,2008年。
[4]A. I. Pressman, “Switching Power Supply Design” Third Edition, McGraw-Hill, 2009.
[5]N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, “Power Electronics Converters, Applications, and Design,” John Wiley & Sons Inc., 3rd Edition, 2003.
[6]K. H. Liu and F. C. Y. Lee, “Zero-Voltage Switching Technique in DC/DC Converters,” Power Electronics, IEEE Transactions on, vol. 5, pp. 293-304, 1990.
[7]J. Wittenbreder, “Zero Voltage Switching Pulse Width Modulated Power Converter,” U. S. Platent, No. 5,402,329, Mar. 1995.
[8]H. Li, W. Zhou, S. Zhou, and X. Yi, ”Analysis and Design of High Frequency Asymmetrical Half-Bridge Flyback Converter”
[9]S. S. Lee, S. K. Han, and G. W. Moon, “Analysis and Design of Asymmetrical ZVS PWM Half Bridge Forward Converter with Flyback Type Transformer,” in Power Electronics Specialists Conference, vol.2, pp.1525-1530 ,June 2004.
[10]B. R. Lin, C. C. Yang, and D. Wang, “Analysis, Design and Implementation of an Asymmetrical Half-Bridge Converter,” in Industrial Technology, pp.1209-1214, Dec. 2005.
[11]D. H. Seo, O. J. Lee, S. H. Lim, and J. S. Park, “Asymmetrical PWM Flyback Converter,” IEEE PESC, 2000, pp. 848-852.
[12]G.-Y. Jeong, “High Efficiency Asymmetrical Half-Bridge Flyback Converter Using a New Voltage-Driven Synchronous Rectifier,” IET Power Electron, 2010, Vol. 3, Iss. 1,pp. 18-12.
[13]B. C. Kim, K. B. Park, and G. W. Moon, “Asymmetric PWM Control Scheme During Hold-Up Time for LLC Resonant Converter” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 59, No. 7, July 2012.
[14]S. Korotkov, V. Meleshin, R. Miftahutdinov, and S. Fraidlin, “Soft-Switched Asymmetrical Half-bridge DC/DC Converter: Steady-State Analysis. An Analysis of Switching Processes,” in Telecommunications Energy Special Conference, pp.177-184, Apr 1997.
[15]C. P. Henze, D. S. Lo, and H. C. Martin, Jr., “Zero-Voltage Resonant Transition Switching Power Converter,” U.S. Patent 5 057 986, Oct. 15, 1991.
[16]J. Feng, Y. Hu, W. Chen, and C. C. Wen, “ZVS Analysis of Asymmetrical Half-Bridge Converter,” in Proc. 32rd Annual IEEE Power Electron, vol. 8, no. 4, pp. 423-430, Oct, 1993.
[17]T. M. Chen and C. L. Chen, “Analysis and Design of Asymmetrical Half-Bridge Flyback Converter,” IEEE Proc. –Electr. Power Appl., Vol. 149, No. 6, pp. 433-440, November 2002
[18]洪碩成,「具同步整流之非對稱半橋返馳式轉換器研製」,國立臺灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,2011 年。
[19]王釗桴,「單級變壓器主動箝位返馳式轉換器研製」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2010 年。
[20]林建宇,「隔離型混合切換零電壓/零電流逆磁式轉換器家族之分析與設計」,國立台灣科技大學電子工程系博士論文,2014 年。
[21]柯祈佑,「高效率非對稱半橋轉換器之研製」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2009 年。
[22]許嘉翔,「混合式切換之非對稱半橋返馳式轉換器分析與設計」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2015 年。
[23]陳彥捷,「雙模式控制返馳是轉換器最佳化設計」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2011 年。
[24]周冠甫,「單級非對稱半橋串聯諧振轉換器之研製」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,2015 年。

無法下載圖示 全文公開日期 2021/02/02 (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)
QR CODE