指導教授：陳耀銘臺灣大學：電機工程學研究所李聖揚Lee, Sheng-YangSheng-YangLee2014-11-282018-07-062014-11-282018-07-062014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/262950本論文之研究目的為主動式電容器(Active Capacitor)之研製，以取代功率因數校正器(Power Factor Correction Converter)輸出端之低可靠度電解電容。本論文所研製之主動式電容器具有主動式開關及儲能元件，於相同等效電容值下，僅需較小的實際電容即可，因此可使用高可靠度及高壽命之薄膜電容替代電解電容。此外，一般文獻所列出功因校正器之輸出電容與電壓漣波理論分析，因未將功率因數值與輸入電流之高次電流諧波量納入考量，使得輸出電壓漣波於實際應用上具有誤差。因此本論文納入輸入電流諧波量，使得主動式電容器應用於功因校正器之數學分析更加準確。 本論文利用電腦模擬軟體驗證主動式電容器應用於功因校正器之功能。並實際研製一組主動式電容器，應用於輸出功率200W、輸出電壓400V之不連續導通模式昇壓型功率因數校正器。藉由硬體電路實現，驗證主動式電容器應用於功因校正器之功能確實與理論相符合。In this thesis, an active capacitor is proposed to replace the electrolytic capacitor, which has short lifetime and low reliability, of the power factor correction (PFC) converter. The active capacitor is composed of active switches and energy storage elements that a small capacitor is required to realize a large equivalent capacitance. Therefore, the electrolytic capacitor can be replaced by the film capacitor with higher reliability and longer lifetime. Conventional analysis of the relationship between the output capacitance and voltage ripple for the PFC converter is not accurate due to the simplified input current status. In order to enhance the accuracy of the PFC converter with the active capacitor, a novel approach with the input current harmonics is proposed in this thesis. Finally, simulation and experimental results of a 200W prototype DCM boost PFC converter with output voltage 400V are presented, to verify the performance of the proposed active capacitor.口試委員會審定書 i 誌謝 ii 摘要 iii ABSTRACT iv 目錄 v 圖目錄 viii 表目錄 xii 第一章 緒論 1 1-1 研究背景與動機 1 1-2 文獻回顧 2 1-3 章節概要 3 第二章 主動式電力解耦合 4 2-1 交流輸入端電力解耦合法 4 2-1.1 電容儲存型方法 4 2-1.2 電感儲存型方法 5 2-1.3 電感輔助電容儲存型 6 2-2 直流輸出端電力解耦合法 7 2-2.1 串聯型方法 7 2-2.2 開迴路式並聯型方法 9 2-2.3 閉迴路式並聯型方法 10 2-3 各控制方法分析與比較 13 第三章 功因校正器輸出電容與輸出電壓漣波特性 15 3-1 簡化型數學分析 15 3-1.1 簡化型數學分析下輸出電容之設計 16 3-1.2 輸出電容與輸出電壓漣波關係之探討 18 3-2 輸入電流諧波對輸出電壓漣波之影響 26 3-2.1 考量電流諧波之輸出電容與電壓漣波關係 26 3-2.2 電腦模擬驗證 29 第四章 主動式電容器之軟硬體電路設計 38 4-1 功率級元件設計 38 4-1.1 儲能電容 39 4-1.2 功率開關選擇 41 4-1.3 分析結果與比較 45 4-2 控制級電路設計 49 4-2.1 微控制器介紹 49 4-2.2 電壓回授電路 51 4-2.3 輸入電流命令產生電路 52 4-2.4 輸入電流回授電路 55 4-2.5 微控制器週邊應用電路 57 4-3 微控制器軟體規劃 58 4-3.1 同步整流策略 58 4-3.2 控制程式流程 63 第五章 電腦模擬與實作驗證 68 5-1 電腦模擬結果 68 5-1.1 連續導通模式 69 5-1.2 不連續導通模式 73 5-1.3 臨界導通模式 75 5-1.4 模擬結果總結 78 5-2 硬體電路實驗結果 78 第六章 結論與未來發展 87 6-1 結論 87 6-2 未來發展方向 88 參考文獻 898714709 bytesapplication/pdf論文公開時間：2017/07/31論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)功率因數校正器電解電容主動式電容器電流諧波thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/262950/1/ntu-103-R01921071-1.pdf