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研究生: 賴威宏
Wei-hung Lai
論文名稱: 單級返馳式功率因數修正器之研製
Realization of a Single-stage Flyback converter with Power Factor Correction
指導教授: 劉益華
Yi-Hua Liu
口試委員: 羅有綱
Yu-Kang Lo
王順忠
none
鄧人豪
none
郭見隆
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: 單級返馳式功率因數修正器電壓隨耦控制法數位定頻控制PID控制器
外文關鍵詞: Digital Control with Fixed frequency, Voltage Follower Control, Single-stage Flyback Converter with Power Factor, PID Control
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  • 由於製程與材料的發展,使得發光效率亦優於白熾燈泡的高亮度發光二極體應用於照明領域。一般LED電源應用上,單級返馳式功率因數修正器採用不連續電流導通模式(DCM),藉以透過簡單電路架構而達到高功率因數之目的。
    本篇論文首先設計類比L6561與TL494之單級返馳式功率因數俢正器,並對單級返馳式功率因數俢正器之動作原理及控制方法進行分析及探討,接著再以Microchip dsPIC30F2020為數位控制核心,取代市售的TL494 IC,並實現數位電壓隨耦控制法之單級返馳式功率因數修正器。此三種控制方法均採用相同單級返馳式功率因數修正器為拓撲,經由不同的控制方法以達到輸出穩壓、改善功因和數位定頻控制及提供更彈性的設計之目的。實驗結果證明所提出之數位化單級返馳式功率因數修正器除了具有簡單的電路拓樸和控制方法,整體電路性能皆符合設計規格之要求。


    High-brightness LEDs are energy-saving, cost-effective choices that enable the next generation of lighting applications. Despite large output voltage ripple, single-stage AC-DC conversion is a more attractive solution than two-stage conversion from the stand point of cost and power density. Especially in applications like LED lighting and battery charger. On the other hand, digital power control techniques are rapidly gaining market share as designers increasingly appreciate the advantages that the technology offers over its analog counterpart.
    In this thesis, the digital control technology for single-stage flyback power factor corrector (PFC) is investigated. Firstly, two analog single-stage flyback PFC circuits are built using the L6561 and TL494 PWM control ICs, respectively. Next, using the same power stage, a digital control algorithm using the Microchip dsPIC30F2020 digital signal controller (DSC) is developed. Finally, experimental results of these three single-stage flyback PFC circuits will be provided to validate the correctness of the proposed digital control algorithm. According to the experimental results, all the three presented PFC circuits can achieve efficiency higher than 84% and power factor higher than 90%.

    摘要I AbstractII 誌謝III 目錄IV 圖目錄VI 表目錄X 第一章 緒論1 1.1研究背景與動機1 1.2論文大綱2 第二章 功率因數修正之架構與原理3 2.1 電流諧波3 2.2 功率因數與諧波失真之定義4 2.3 功率因數修正器之介紹5 2.3.1 被動式功率因數修正器之介紹6 2.3.2 主動式功率因數修正器之介紹7 2.4 主動式功率因數修正器之原理8 2.4.1 電流模式10 2.4.2 乘法器控制法11 2.4.3 電壓隨耦控制法14 第三章 單級返馳式功率因數修正器之原理與設計16 3.1 單級返馳式功率因數修正器簡介16 3.1.1 L6561 IC簡介16 3.1.2 TL494 IC簡介18 3.2 單級返馳式功率因數修正器動作原理19 3.3 時序與能量關係23 3.3.1 時序關係24 3.3.2 能量關係25 3.4 功率因數與總諧波失真27 3.5 單級返馳式功率因數修正器設計30 第四章 數位控制之單級返馳式功率因數修正器37 4.1數位核心控制器及硬體簡介37 4.2系統架構39 4.3程式流程規劃40 4.4 類比/數位轉換41 4.5 數位PID控制器簡介、設計42 4.6 變動責任週期之定頻控制48 4.7 小結50 第五章 實驗結果與討論51 5.1 類比式(L6561)單級返馳式功率因數修正器52 5.1.1 實驗波形52 5.1.2 實驗數據55 5.2 類比式(TL494)單級返馳式功率因數修正器56 5.2.1 實驗波形56 5.2.2 實驗數據59 5.3 數位式單級返馳式功率因數修正器60 5.3.1 實驗波形60 5.3.2 實驗數據63 5.4 類比與數位式單級返馳式功率因數修正器之比較64 第六章 結論與未來展望65 6.1 結論65 6.2 未來研究方向65 參考文獻67

    [1]http://emis.er1.itri.org.tw
    [2]P. N. Enjeti, and R. Martinez, “A high performance single phase AC to DC rectifier with input power factor correction,” IEEE Proc. Applied Power Electronics Conference and Exposition, pp. 190-195, 1993.
    [3]R. Srinivasan, and R. Oruganti, “A unity power factor converter using half-bridge boost topology,” IEEE Trans. Power Electronics, vol. 13, no. 3, pp. 487-499, 1998.
    [4]J. S. Lai and D. Chen, “Design consideration for power factor correction boost converter operating at the boundary of continuous conduction mode and discontinuous mode,” IEEE Proc. Applied Power Electronics Conference and Exposition, pp. 267-273, May. 1993.
    [5]C. S. Lin, T. M. Chen, and C. L. Chen, “Analysis of low frequency harmonics for continuous-conduction-mode boost power-factor correction,” IEE Proc. Electric Power Applications, vol. 148, pp. 202-206, 2001.
    [6]L. H. Dixon, “High power factor pre-regulators for off-line power supplies,” Unitrode Application Note, TOPIC6, pp. 1-16.
    [7]L. H. Dixon, “Average current mode control of switching power supplies,” Unitrode Application Note, U-140, pp. 356-369.
    [8]K. H. Liu and F. C. Lee, “Zero-voltage switching technique in DC/DC converters,” IEEE Trans. Power Electronics, vol. 5, pp. 293-304, July 1990.
    [9]蔡智偉,「1-kW交錯式升壓型功率因數修正器研製」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,民國九十八年。
    [10]ST Microelectronics, “Flyback Converters With the L6561 PFC Controller,” Application notet, AN1060, 2001.
    [11]ST Microelectronics, “Power Factor Corrector,” Data sheet, L6561, 1999.
    [12]Texas Instruments, “Pulse-Width-Modulation Control Circuits, ” Data sheet, TL494, Frebuary. 2005.
    [13]ST Microelectronics, “Design Equations of High-Power-Factor Flyback Converters Based on the L6561,” Application notet, AN1059, 2003.
    [14]Shinry Technologies, 「平面電視電源技術及發展趨勢」,http://www.shinry.com,2007年6月。
    [15]Microchip Tech, “dsPIC30F1010/202x,” Data Sheet, Preliminary, 2006.
    [16]劉金琨,「先進PID控制MATLAB仿真」第二版,電子工業出版社,2004年。
    [17]楊清吉,「單級返馳式PFC與單級SEPICE PFC之實現與比較」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,民國九十八年。
    [18]鍾世彥,「單級高功因LED燈驅動器」,私立中原大學電機工程研究所碩士論文,民國九十四年。
    [19]顏至良,「主僕式準諧振返馳式轉換器」,國立台灣科技大學電子工程學系碩士論文,民國九十七年。
    [20]鄭玉南,「返馳式轉換器緩振電路研究」,國立台灣科技大學電子工程學系碩士論文,民國九十三年。
    [21]郭憲明,「大尺寸液晶電視數位化電源之設計與建模」,國立台灣科技大學電機工程系碩士論文,民國九十九年。
    [22]廖益昌,「大尺寸液晶電視之數位化電源研製」,國立台灣科技大學電機工程系碩士論文,民國九十八年。
    [23]鐘郁緯,「符合能源之星規範個人電腦電源供應器之研製」,國立台灣科技大學電子工程系碩士論文,民國九十七年。
    [24]劉勝利、李龍文,「高頻開關電源新技術應用」,中國電力出版社,2008年。
    [25]梁適安,「交換式電源供給器之理論與實務設計」,台北:全華科技圖書股份有限公司,2004。

    無法下載圖示 全文公開日期 2016/01/19 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
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