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研究生: 林哲宇
CHE-YU LIN
論文名稱: 450 W多組輸出備援式交流/直流轉換器研製
Study and Implementation of 450W Redundant AC-DC Converters with Multiple Outputs
指導教授: 羅有綱
Yu-Kang Lo
邱煌仁
Huang-Jen Chiu
口試委員: 林景源
Jing-Yuan Lin
林長華
Chang-Hua Lin
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 111
中文關鍵詞: 連續模式功率因數修正電路半橋串聯諧振轉換器零電壓切換同步整流同步降壓型轉換器主動主僕式均流控制熱插拔
外文關鍵詞: Continuous conduction mode PFC, automatic master-slave current-sharing control, hot swap
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本論文主要研製多組輸出備援式交流/直流轉換器,所採用之架構由兩級電路所組成,前級穩壓電路電源模組中使用連續模式功率因數修正電路,以提高轉換效率與功率因數,並降低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,配合零電壓切換減少一次側切換損耗與同步整流技術減少二次側導通損。兩組同步降壓型轉換器提供12V降壓為5V與3.3V之輸出。再者,備援式的電源供應系統,需考慮系統擴充性,本文將針對熱插拔技術與自動主僕均流技術做進一步之探討。
最後設計並實作出兩部450W備援式交流/直流轉換器,其輸出規格分別為12V/20A、12V/20A、5V/20A、3.3V/20A、-12V/1A、5VSB/2.5A,在110V交流電壓輸入下全機效率可達80 Plus金牌效率。且12V均流誤差低於10%的滿載電流。


This thesis focuses on the study and implementation of a 450-W redundant AC-DC converter with multiple outputs. This converter structure consists of two stage. A continuous conduction mode (CCM) power factor corrector (PFC) is used as the pre-regulator for raising efficiency, improving the input power factor (PF) and reducing the total harmonic distortion (THD) of the input current. A half-bridge series resonant converter (SRC) with synchronous rectification (SR) is adopted as the DC-DC conversion stage. Switching losses on the primary switches and conduction losses on the secondary rectifier can be significantly reduced. Two synchronous buck converters are implemented to step down the 12-V bus voltage to 5-V and 3.3-V output voltages, respectively. A hot-swap technique and an automatic master-slave current-sharing control scheme are also studied to implement the redundant power supply system.
Two laboratory prototypes for 450-W redundant power modules with multi-outputs of 12 V/20 A, 12 V/20 A, 5 V/20 A, 3.3 V/20 A, −12 V/1 A, and 5 VSB/2.5 A are realized and tested. The overall efficiency can be met with 80 Plus Gold regulation at 110-V AC input voltage. The current-sharing tolerances between power modules is less than 2 A at the 12-V outputs.

摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 IV 圖索引 VII 表索引 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 內容大綱 1 第二章 主動式功率因數修正電路原理簡介 3 2.1 功率因數的定義 3 2.2 升壓型功率因數修正器之電路架構 8 2.3 功率因數修正技術的控制模式 10 第三章 半橋式串聯諧振轉換器原理分析 12 3.1 理想R-L-C串聯電路的頻率響應 12 3.2 半橋式串聯諧振轉換器 14 3.2.1 `SRC諧振模式 15 3.2.2 `LLC串聯諧振模式 17 3.3 `SRC主架構動作暫態分析 18 3.4 同步整流技術 26 3.4.1 同步整流技術優點 26 3.4.2 同步整流技術訊號控制 27 第四章 降壓型轉換器電路原理簡介 30 4.1 降壓型轉換器電路原理 30 4.2 同步整流應用於降壓型轉換器 35 第五章 返馳式轉換器電路原理簡介 37 5.1 返馳式轉換器電路原理 37 5.2 理想條件下連續與不連續導通狀態 40 5.2.1 理想條件下CCM 40 5.2.2 理想條件下DCM 41 5.3 非理想條件下連續與不連續導通模式 41 5.3.1 非理想條件下CCM 41 5.3.2 非理想條件下DCM 42 第六章 並聯均流原理與設計 43 6.1 主動主僕式原理及設計 43 6.2 主動主僕式均流法動作原理 44 6.3 主動主僕法均流電路實現與設計 45 6.4 控制電路参數及元件描述 45 6.5 主動主僕法均流參數設計 47 第七章 電路設計 49 7.1 主動式功率因數修正器電路設計 49 7.1.1 `CM6502的簡介 49 7.1.2 電路規格 51 7.1.3 功率因數修正器功率級元件設計 51 7.2 半橋式串聯諧振轉換器電路設計 55 7.2.1 `CM6901G的簡介 55 7.2.2 電路規格 57 7.2.3 半橋串聯諧振轉換器功率級元件設計 57 7.3 同步整流降壓型轉換器電路設計 62 7.4 返馳式轉換器的電路設計 64 7.4.1 `TOP254EN的簡介 64 7.4.2 電路規格 66 7.5 熱插拔電路設計考量 66 7.6 自動主僕式均流設計考量 67 第八章 實驗數據及波形 70 8.1 功率修正器之波形與數據 70 8.2 半橋SRC 之波形與數據 73 8.3 同步 Buck 之波形與數據 76 8.4 均流波形 79 8.5 維持時間/上升時間/準備時間/漣波電壓測試 81 8.5.1 維持時間測試 82 8.5.2 上升時間/準備時間測試 83 8.5.3 漣波電壓測試 84 8.6 整機數據 86 8.6.1 單台效率 86 8.6.2 並聯數據 88 第九章 總結與未來展望 91 9.1總結 91 9.2未來展望 92 參考文獻 93

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無法下載圖示 全文公開日期 2015/07/23 (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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