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研究生: 劉佳達
Jia-da Liou
論文名稱: 具初級側控制之數位式準諧振返馳式功率因數修正器
A Digital Quasi-Resonant Flyback PFC Converter with Primary-Side Control
指導教授: 邱煌仁
Huang-Jen Chiu
謝耀慶
Yao-Ching Hsieh
口試委員: 林景源
Jing-Yuan Lin
羅有綱
Yu-Kang Lo
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: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 關鍵字初級側控制功率因數準諧振返馳式轉換器數位控制
外文關鍵詞: Keywords, Primary side control, Power factor corrector, Quasi-resonant flyback converter, Digital control
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  • 本論文目的是研製具初級側控制之數位式準諧振返馳式功率因數修正電路。主要特徵是將所有偵測及控制單元均置於初級側,不需要次級側的回授補償電路元件,且省略光耦合隔離器。因而具有提升系統壽命,降低元件成本的優點。本電路可以檢測初級側電流等效成次級側電流調變,達到定電流控制。也可以操作於不連續導通模式或臨界導通模式,在不須增加額外元件和額外輸入電壓檢測腳位時,可以達到功率因數校正功能。
    另一方面,本文以數位方式來實現準諧振返馳式轉換器的控制。利用TMS320F28035數位控制晶片取樣初級側電壓、電流,並且將資訊經由初級側調變公式,演算出責任週期以驅動準諧振返馳式轉換器,並實現定電流輸出之LED驅動器。最後實作一台60W具初級側控制之數位式準諧振返馳式功率因數修正器,且經實驗結果顯示,功率因數平均在0.96,最高效率在92.8%,輸入電壓調整率及負載調整率最佳可達1%以內,證明其為一可行性的架構。


    This thesis proposes a primary-side digitally controlled quasi-resonant flyback power factor correction converter. Firstly, the sensing and control units are equipped on primary side and no secondary side feedback compensation components are required.Therefore, the opto-coupler isolators are omitted and the system reliability can be enhanced, and the cost is reduced. The primary side current is detected and mapped to the secondary side to achieve constant current control. The proposed circuit operates at discontinuous conduction mode or boundary conduction mode to achieve power factor correction, without any extra components and additional input voltage detection pins.
    Secondly, a digital controller is adopted to drive a quasi-resonant flyback converter. A TMS320F28035 DSP controller is programmed to sample the primary-side voltage and current, and then the primary-side modulation algorithm calculates the reqired duty-ratio to drive the quasi-resonant flyback converter as a constant current LED driver.
    Finally, the experimental results of the prototype digital quasi-resonant flyback PFC converter show that the average power factor is 0.96, and the maximum efficiency is 92.8%. Moreover, the line regulation and load regulation are less than 1%. In conclusion, the proposed topology is a feasible solution for LED driver.

    摘要I AbstractII 誌謝III 圖目錄VIII 表目錄XII 第一章、緒論1 1.1研究動機與目的1 1.2論文大綱3 第二章、功率因數修正電路原理4 2.1功率因數定義與總諧波失真之定義4 2.2功率因數修正電路7 2.2.1被動式功率因數修正電路7 2.2.2主動式功率因數修正電路8 2.3功率因數修正器操作模式8 第三章、準諧振返馳式轉換器11 3.1 硬切與柔切技術簡介11 3.1.1 硬切換特性11 3.1.2 柔性切換特性12 3.2 準諧振返馳式轉換器動作原理13 3.3 初級側調節回授控制21 3.4 電流模式控制25 第四章、數位控制27 4.1 數位控制介紹27 4.1.1數位控制晶片27 4.1.2數位化準諧振返馳式轉換器28 4.1.3內建比較器模組28 4.1.4內建計數器模組29 4.1.5數位式初級側調節回授控制31 4.2系統流程規劃33 4.2.1系統控制流程33 4.2.2背景程式34 4.2.3中斷服務程序36 五、電路設計與實作數據43 5.1電路規格43 5.2功率元件設計43 5.3電路實驗波形與數據51 六、結論與未來展望81 6.1結論81 6.2未來展望82 參考文獻83

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