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研究生: 陳泳麟
Yung-Lin Chen
論文名稱: 具定電壓/定電流輸出模式之全橋相移式串聯諧振轉換器
A Full-Bridge Phase-Shifted Series-Resonant Converter with Constant-Voltage and Constant-Current Output Modes
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
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: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 串聯諧振轉換器全橋相移電路雙輸出模式
外文關鍵詞: series resonant converter, phase-shifted full-bridge converter, dual output modes
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本論文主旨為研製可操作於定電壓/定電流雙輸出模式之全橋相移式串聯諧振直流/直流電源供應器,其以全橋串聯諧振轉換器(Full-Bridge Series Resonant Converter, FB SRC)為主軸,並結合全橋相移電路(Phase-Shifted Full-Bridge Circuit)之特點,討論於定電壓輸出模式下,解決輕載操作時串聯諧振轉換器難以藉由提高切換頻率因而有效調節輸出電壓,以及輸出於定電流控制時,因為高切換頻率所造成的高諧振電感溫升等問題。本論文將介紹各種模式下的電路動作狀態,與分析動作區間之等效電路,並提出結合變頻與定頻相移之創新整合控制策略,最後研製一台規格為750 W(12 V/62.5 A)的全橋相移式串聯諧振轉換器,同時具有輸出定電壓與輸出定電流之整合控制機制,驗證所提之控制功能與理論之可行性。


This thesis focuses on design and control of a phase-shifted full-bridge series-resonant converter (PS-FB SRC) with dual constant current/constant voltage output modes. Based on the FB SRC, the features of the PS FB converter are combined to solve two problems. The output voltage of an SRC is loosely-regulated at light-load conditions since the switching frequency cannot be increased beyond the designated highest frequency. Moreover, the resonant inductor temperature is high because of the high switching frequency at constant current output control mode. The operating principles and equivalent circuits under various modes of the presented converter are analyzed in detail. A new integrated control strategy is proposed by combining the pulse phase modulation (PPM) and pulse frequency modulation (PFM). Finally, a 750 W (12 V/62.5 A) PS-FB SRC with constant-current and constant-voltage control modes is implemented to verify the feasibilities of the theoretical analysis and the control functions.

摘 要 i Abstract ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 x 第一章 緒論 1 1.1 研究動機及目的 1 1.2 論文內容大綱 2 第二章 串聯諧振轉換器原理與簡介 3 2.1 理想R-L-C串聯電路的頻率響應 3 2.2 SRC簡介 5 2.3 LLC-SRC簡介 6 第三章 全橋相移式串聯諧振轉換器 10 3.1 前言 10 3.2 重載主架構狀態原理分析 10 3.2.1 第一能量傳送區間 12 3.2.2 第一諧振區間 13 3.2.3 第一換向區間 14 3.2.4 第二能量傳送區間 16 3.2.5 第二諧振區間 17 3.2.6 第二換向區間 18 3.3 串聯諧振模式之功率級分析 20 3.3.1 值大小對於轉移函數之影響 22 3.3.2 值大小對於轉移函數之影響 24 3.4 輕載主架構狀態原理分析 27 3.4.1 能量傳送區間 28 3.4.2 第一諧振區間 30 3.4.3 零電壓切換區間 31 3.4.4 第二諧振區間 33 3.5 輕載零電壓切換條件分析 35 第四章 開關控制與回授補償 37 4.1 開關切換控制方式 37 4.1.1 輕載開關控制 37 4.1.2 重載開關控制 38 4.2 回授補償介紹 40 4.2.1 補償器類型 40 4.2.2 補償器設計選擇 43 第五章 輸出定電壓與定電流整合設計 44 5.1 轉換器回授控制方式 44 5.2 輸出定電壓回授控制 45 5.3 輸出定電流回授控制 47 5.4 定電壓與定電流整合策略 48 5.4.1 相移調變回授信號之整合 48 5.4.2 完整回授控制與時序說明 49 第六章 電路規格與設計實例 52 6.1 電路規格制訂與設計 52 6.1.1 功率開關晶體 52 6.1.2 諧振元件設計 53 6.1.3 變壓器設計 56 6.1.4 輸出整流濾波電路設計 57 6.2 UC3879控制IC介紹 59 6.2.1 IC內部方塊圖與腳位說明 59 6.2.2 工作頻率設計 60 6.2.3 死區時間設計 61 6.2.4 電源部分設計 61 第七章 實測波形與數據分析 62 7.1 實測波形 63 7.2 數據分析 69 7.2.1 效率數據 69 7.2.2 輸出電壓與電流曲線圖 70 7.2.3 諧振電感溫度數據 70 第八章 總結與未來展望 72 8.1 總結 72 8.2 未來展望 72 參考文獻 74

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無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/21 (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 2019/07/21 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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