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研究生: 薛怡珊
Yi-shan Shiue
論文名稱: 升壓型功率因數修正變頻控制晶片
Switching-Frequency Control IC for BCM Boost Rectifiers
指導教授: 羅有綱
Yu-Kang Lo
劉邦榮
Pang-jung Liu
口試委員: 簡鴻鈞
Hung-Chun Chien
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 單開關升壓型轉換器切換頻率控制功率因數變責任週期控制方式
外文關鍵詞: Single-switch Boost Power Factor Correction Conv, Fixed Switching Frequency, Variable Duty Cycle Control
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  • 本論主旨在設計邊界模式之單開關升壓型功率因數校正控制晶片,為了藉由減少低頻諧波量之電源電流而獲得較高的功率因數,須使一個切換週期內之責任週期正比於電源瞬時電壓值對輸出電壓之比例。在此文中,將先進行變責任週期單開關升壓功率因數轉換器的分析,接著,根據輸出增益方程式,推演出電路穩壓機制,進而實現功率因數校正控制晶片。相較於使用定頻、定責任週期之不連續導通模式控制,所提出之變責任週期控制結構其優點,如較低的諧波量可具有較高的功率因數、具有較高之穩定輸出電壓可提高效率、控制架構簡單易實現之優點。本控制晶片使用台積電0.35μm 2P4M 3.3/5V CMOS製程,系統模擬結果驗證此控制方法之正確性。


    This thesis aims to realize a boundary-mode control IC for single-switch boost power factor correction (PFC) converters. To reduce the low-frequency harmonics of the source current and achieve high power factor, the duty cycle must be regulated according to the ratio of the instantaneous source voltage and the output voltage for each switching period. In this thesis, we analyze the single-switch boost PFC converter with variable duty cycle control method, then, according to the voltage-gain equation, and the PFC control chip could be implemented. Compared with the conventional DCM PFC control method with fixed switching frequency and constant duty cycle, the proposed variable duty cycle control method has many merits such as low harmonics, high power factor, good voltage regulation, high efficiency, and simple circuit. The TSMC 0.35μm 2P4M 3.3/5V CMOS process is adopted for the implementation of this chip. The simulation results under different environment and process variations are shown to verify the feasibility of the proposed scheme.

    摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究內容 3 1.3 內容大綱 4 第二章 功率因數修正器 5 2.1 總諧波失真與功率因數之意義 5 2.2 功率因數修正器的種類 10 2.2.1 被動式功率因數修正器 10 2.2.2 主動式功率因數修正器 12 2.3 主動式功率因數修正器 15 2.4 功率因數修正器之操作模式 18 2.4.1 電壓隨耦控制模式 19 2.4.2 峰值電流控制模式 20 2.4.3 平均電流控制模式 21 2.4.4 遲滯電流控制模式 23 2.5 邊界電流模式下升壓型轉換器之優缺點 24 第三章 控制策略與大信號分析 25 3.1 分析策略 25 3.2 不連續模式之條件 27 3.3 控制策略之推衍 30 3.4 大訊號控制之輸出電壓增益推導 34 3.4.1 輸出電壓增益推導 34 3.4.2 輸出電壓增益方程式之解集合分析 37 第四章 電路設計 39 4.1 控制架構 39 4.2 電路實現 42 4.2.1 回授放大器 42 4.2.2 電壓-電流轉換器 43 4.2.3 電壓-頻率轉換器 45 4.2.4 除法器 46 4.2.5 比較器 49 4.2.6 誤差放大器 51 4.2.7 緩衝器 53 第五章 晶片佈局及模擬結果 54 5.1 晶片佈局 54 5.2 電路模擬結果與分析 56 5.3 測試考量 78 第六章 結論與未來展望 80 6.1 結論 80 6.2 未來展望 80 參考文獻 81

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    無法下載圖示 全文公開日期 2016/07/26 (校內網路)
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