研究生: |
林哲宇 CHE-YU LIN |
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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 |
相關次數: | 點閱:486 下載:14 |
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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.
[1] A. K. S. Bhat, “Analysis and Design of a Modified Series Resonant Converter,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 8, pp. 423-430, 1993.
[2] J. P. Agrawal, K. siri, and C. Q. Lee, “Determination and Minimization of Cross Regulation in Multi-Output High Order SRC,” IEEE Transactions on Power Electronics. Circuits and Systems, vol. 1, pp. 692-695. 1990.
[3] F. S. Tsai and F. C. Lee. “A Complete DC Characterization of a Constant-Frequency, Clamped-Mode, Series Resonant Converter,” IEEE PESC, pp. 987-996, 1988.
[4] M. K. Kazimierczuk and S. Wong, “Frequency-Domain Analysis of Series Resonant Converter for Continuous Conduction Mode,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 7, no. 2, pp. 270-279, 1992.
[5] M. K. Kazimierczuk and D. Czarkowski, “Resonant Power Converters,” Wiley-Interscience publication, ISBN 0-471-04706-6.
[6] S. C. Wong, A. D. Brown, Y. S. Lee, and S. W. Ng, “Parasitic Losses Modeling of a Series Resonant Converter Circuit,” IEEE Circuits and Systems, vol. 2, pp. 921-924, 1997
[7] 顏上進,「串聯諧振轉換器輕載調制策略之研究」,國立台灣科技大學電子工程系研究所博士論文,民國九十五年。
[8] 謝明琮,「適合全載範圍操作之全橋相移式串聯諧振直流/直流轉換器研製」,國立台灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國九十六年。
[9] 楊馨傑,「液晶電視400瓦交/直流電源模組之研製」,國立台灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國九十六年。
[10] 黃柏騰,「符合待機規範之交流/直流轉換器的研製」,國立台北科技大學電機工程系研究所碩士論文,民國95年。
[11] 曾偉碩,「空載低損耗不對稱半橋電源轉換器之研製」,國立成功大學電機工程系研究所碩士論文,民國92年。
[12] F. C. Lee, “High-Frequency Quasi-Resonant and Multi-Resonant Converter Technologies,“ IEEE IECON, pp. 509-521, 1988.
[13] N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, “Power Electronics Converters, Applications, and Design”, John Wiley & Sons Inc., 3rd Edition, 2003.
[14] P.C. Todd, “UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design”, Unitrooe, Application Note, U-134.
[15] Daniel W.Hart 著,王順忠譯,“電力電子學”,民國87年,東華書局。
[16] 梁適安 著,“交換式電源供應器之理論與實務設計”,民國83年,全華科技圖書。
[17] G. C. Chryssis, 著,梁適安譯,「高頻交換式電源供應器」,民國84年,全華科技圖書。
[18] 楊馨傑,「液晶電視400瓦交/直流電源模組之研製」,國立台灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國九十六年。
[19] A. I. Pressman, “Switching Power Supply Design”, Second Edition, 1998, McGraw-Hill International.
[20] 李宇喬,「電流模式控制多相式降壓轉換器研製」,國立臺灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國92年。
[21] Champion,“CM6502S Dynamic Soft PFC,”Date Sheet,2008.
[22] Champion,“CM6901 Resonant Controller,”Date Sheet,2008.
[23] 茂達電子, “APW7073 Synchronous Buck PWM Controller”, Data Sheet, RevA.1 April 2006.
[24] Power Integrations, Inc, “Top252-262 TOPSwitch-FX Family T”, Data Sheet ,2008.
[25] 洪賢峯,“並聯伺服器電源供應器之研製”,國立台灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國九十七年。
[26] 劉宇晨,“700W雙組輸出備援式直流直流轉換器研製”,國立台灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國九十八年。
[27] 葉孟竺,“符合80 Plus規範之1 kW備援式伺服器電源供應器研製”,國立台灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,民國九十九年。