1kW備援式伺服系統電源供應器之研製｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	林介弘 Jie-hung Lin
論文名稱：	1kW備援式伺服系統電源供應器之研製 Design and Implementation of 1kW Redundant Server Power Supply Modules
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：	147
中文關鍵詞：	主動功率因數修正器、全橋LLC串聯轉換器、自動主僕式均流控制、熱插拔機制、同步整流
外文關鍵詞：	Full-bridge LLC Series Resonant Converter, Automatic Master-slave Current-sharing, Hot-swap, ORing Control
相關次數：	點閱：362 下載：7
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本論文針對1kW伺服電源供應器各種關鍵技術進行研究。由於安全性與可靠性的考量，採用三台並聯加上熱插拔功能的備援式電源。本論文設計並實現了交錯式的主動式功率因數修正器，使系統模組具有高效率、高功因的特性。而後級採用同步整流全橋LLC串聯轉換器做為主要架構。而為了達到高可靠性的備援伺服電源系統，必須加上保護電路、自動主僕式均流控制電路、熱插拔機制。最後完成並測試一部1kW實驗機種伺服電源。

This thesis aims to study a redundant power supply technique for server system applications. Due to the safety and reliability considerations, three redundant power supplies with hot swap function are parallel-connected. In this thesis, an interleaved PFC technique is designed and implemented to achieve high efficiency and high power density. A full-bridge LLC series resonant converter with synchronous rectification output is used as the post-stage circuit. Automatic master-slave current sharing, hot swap and ORing control techniques are adopted to achieve high reliability of the studied redundant server power system. Finally, a 1kW laboratory prototype is implemented and tested to verify the studied scheme.

摘　要		I
Abstract		II
目　錄		IV
圖索引		X
表索引		XV
第一章	緒論	1
1	研究動機與目的	1
2	內容大綱	3
第二章	備援式伺服電源供應器簡介	5
1	伺服電源供應器架構介紹	5
2	並聯系統簡介	10
3	備援式伺服電源供應器啟動時序介紹	11
第三章	功率因數修正技術簡介與原理	14
1	功率因數修正電路	14
2	昇壓型功率因數修正器電路架構	16
3	功率因數修正器之控制方式	19
4	多相式升壓型轉換器介紹	24
4.1	雙相交錯式升壓型轉換器電路分析	26
5	雙相交錯式升壓型轉換器動作時序分析	30
第四章	全橋串聯諧振式轉換器原理與簡介	35
1	電壓切換與零電流切換	35
2	串聯諧振式轉換器	35
3	LLC串聯諧振式轉換器	37
4	全橋串聯諧振式轉換器	41
4.1	全橋同步整流串聯諧振式轉換器動作狀態分析	42
4.2	全橋LLC串聯諧振式轉換器於Region-2	49
5	串聯諧振轉換器之功率級電路分析	56
5.1	Q值大小對於轉移函數的影響	58
5.2	K值大小對轉移函數的影響	59
5.3	Cr與Lr的變化對增益函數的影響	60
第五章	同步整流應用於諧振電路	64
1	同步整流基本原理	64
2	同步整流應用於LLC 串聯諧振電路	65
3	同步整流技術之訊號控制	65
第六章	並聯均流架構原理與設計	67
1	並聯均流架構原理	67
2	自動主僕式原理及設計	68
2.1	自動主僕式均流法動作原理	69
2.2	自動主僕法均流電路實現與設計	71
2.3	自動主僕法均流參數設計	74
3	備援系統架構說明	75
3.1	熱插拔技術	75
3.2	ORing MOSFET控制	76
3.3	備援電源設計方法	77
4.1	理想條件下連續模式	81
4.2	理想條件下不連續模式	82
4.3	非理想條件下連續電流模式	83
4.4	非理想條件下不連續電流模式	83
第八章	電源轉換模組實例設計與考量	85
1	雙相交錯式升壓型功率因數修正器設計	85
1.1	儲能電感設計	86
1.2	輸出電容設計	88
1.3	功率開關選擇	88
1.4	比流器與取樣電阻設計	89
1.5	峰值電流限制設計	89
1.6	工作頻率與最大責任週期的選擇	90
1.7	輸出電壓回授設計	90
1.8	VINAC取樣設計	90
1.9	電壓迴路補償設計	91
1.10	電流迴路補償設計	92
1.11	軟啟動時間設計	94
1.12	抖頻設計	94
2	全橋LLC串聯諧振轉換器電路設計	94
2.1	切換元件選擇	94
2.2	LC諧振槽設計考量	95
2.3	輸出整流電路	97
2.4	變壓器設計	98
2.5	UCC25600設計	99
2.6	IR1167設計	101
3	輔助電源設計	103
3.1	耦合電感一次側繞組圈數的計算	103
3.2	耦合電感二次側繞組圈數的計算	104
第九章	實驗數據與實驗結果	106
1	功率修正器之波形與數據	106
2	全橋LLC串聯譜振式轉換器之波形與數據	109
3	輔助電源之波形與數據	111
4	規格驗証	114
4.1	輸出電壓漣波	114
4.2	均流特性	115
4.3	峰值突波電流	116
4.4	啟動時間	117
4.5	上升時間	118
4.6	保持時間	118
4.7	最大超越量	119
4.8	動態變載測試	120
4.9	規格總表	120
4.10	整機效率	121
5	實體電路完成之照片	122
第十章	總結與未來展望	124
1	總結	124
2	未來展望	125
參考文獻	126

                                

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全文公開日期 2015/07/26 (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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