陳德玉臺灣大學:電機工程學研究所劉智遠Liu, Chih-YuanChih-YuanLiu2010-07-012018-07-062010-07-012018-07-062009U0001-2007200917374100http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/188117近年來，臨界模式功率因數修正電路(PFC)在中高功率的應用上，已經開始採用多相交錯控制技術。採用此控制方式的好處在，輸出輸入電容上的漣波大小較傳統的控制模式小的許多，在效率上，因為沒有二極體的電流反向回復問題而且導通損失也較小，故在中高功率的應用上也會有比較好的表現。 本論文針對多相功率因數校正電路在臨界模式特性進行分析，主要分成三項：一為輸入及輸出電流漣波大小以及穩定性之分析，二為分析電感感值不匹配時對系統之影響，三為相位延遲電路的不準確時所產生之問題。分別針對所整理出的四種控制模式一一做討論，針對所發現的不穩定現象提出新的控制改善方法，並從理論分析以及軟體模擬兩方面證明提出方法之可行性。In recent years, multi-phase interleaved critical-mode power factor correction (PFC) circuits have become popular for medium-to-high power level application. This circuit features low ripple current for both the input and the output capacitors, absence of diode reverse recovery problems and relatively high power efficiency. This thesis deals with three aspects of such a PFC converter configuration. The first aspect is the functional relationship of capacitor ripple currents to circuit parameters and working conditions. Analysis was performed to find out the functional relationship. The second aspect is the effects of converter inductance mismatched on the phase current. Discussions about phase current imbalance due to four different control methods were given. And the third aspect is effects of delay time error on the phase current imbalance due to different control methods. Four control methods were analyzed, and new control methods were proposed to reduce on alleviate the current balancing problems. In all three aspects, simulations were conducted to verify the results obtained my theoretical analysis.誌謝 II要 IVBSTRACT V錄 VI目錄 X目錄 XIV1章 緒論 11.1 簡介 11.2 本論文焦點 22章 功率因數校正電路各種動作原理及特性 32.1 以升壓型轉換器為主軸的功率校正電路 32.2 連續模式功率因數校正 5 2.2.1 動作原理 5 2.2.2 連續模式之優缺點 82.3 不連續模式功率因數校正 8 2.3.1 動作原理 8 2.3.2 不連續模式功率因數校正電路特性 10 2.3.3 不連續模式之優缺點 132.4 臨界模式功率因數校正 13 2.4.1 動作原理 13 2.4.1.1電流控制模式 13 2.4.1.2電壓控制模式 15 2.4.1.3零電流偵測電路 16 2.4.2 臨界模式功率因數校正電路的特性 172.5 功率因數校正電路損失的討論 18 2.5.1 功率電晶體切換損失特性 19 (A) 連續模式 19 (B) 不連續模式 21 (C) 臨界模式 22 2.5.2 二極體切換損失特性 24 (A) 連續模式 24 (B) 不連續模式 25 (C) 臨界模式 25 2.5.3 臨界模式優缺點分析 263章 多相交錯臨界模式功率因數校正電路之動作原理及特性 283.1 多相臨界模式功率因數校正電路特性 283.2 輸入電流(IIN)漣波的特性 32 3.2.1 兩相交錯控制功率因數修正電路 32 Case A：Vin(t)=0.5*Vo (Duty = 50%) 33 Case B：Vin(t) > 0.5*Vo (Duty < 50%) 34 Case C：Vin(t) < 0.5*Vo (Duty > 50%) 35 3.2.2 多相交錯控制功率因數修正電路 36 3.2.2.1 三相系統 36 Case A：Duty > 2/3 (m=1) 37 Case B：1/3 < Duty < 2/3 (m=2) 37 Case C：Duty < 1/3 (m=3) 37 3.2.2.2 四相系統 37 Case A：Duty > 3/4 (m=1) 37 Case B：2/4 < Duty < 3/4 (m=2) 38 Case C：1/4 < Duty < 2/4 (m=3) 38 Case D：Duty < 1/4 (m=4) 38 3.2.2.3 多相系統的通式推導 393.3 輸出電流(IOUT)漣波的特性 42 3.3.1 兩相交錯控制功率因數修正電路 42 Case A：Vin(t) < 0.5*Vo (Duty > 50%) 42 Case B：Vin(t) > 0.5*Vo (Duty < 50%) 43 3.3.2 多相交錯控制功率因數修正電路 443.4 多相臨界模式功率因數校正電路電流極值波形 45 3.4.1 輸入電流極值波形 45 3.4.2 輸出電流極值波形 504章 多相功率因數校正在臨界模式的控制與分析 514.1 多相臨界模式功率因數校正電路控制 514.2 不理想因素對電感電流影響之分析 53 4.2.1 電感感值不匹配對電感電流的影響 53 4.2.2 相位延遲電路誤差對電感電流的影響 55 Case A：同步導通訊號電流控制模式(synchronization turn-on current mode control) 57 Case B：同步導通訊號電壓控制模式(synchronization turn-on voltage mode control) 58 Case C：同步截止訊號電流控制模式(synchronization turn-off current mode control) 59 Case D：同步截止訊號電壓控制模式(synchronization turn-off voltage mode control) 61 4.2.3 分析同步截止訊號電壓控制模式發散現象 61 4.2.4 利用軟體模擬証實電流發散現象 635章 不理想因素造成不正常操作的修正策略 675.1 同步導通訊號電壓控制模式(CASE B) 675.2 同步截止訊號電流控制模式(CASE C) 685.3 同步截止訊號電壓控制模式(CASE D) 695.4 同步截止訊號電壓控制模式修正策略的實現 73 5.4.1 升壓型轉換器電路主體 73 5.4.2 傳統的相位移控制電路 76 5.4.3 所提出的延遲時間修正電路 77 5.4.4 模擬結果 806章 結論與未來發展 836.1 結論 836.2 未來發展 84考文獻 852195690 bytesapplication/pdfen-US多相位電路交錯控制功率因數修正電路multi-phaseinterleavingPFCthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/188117/1/ntu-98-R96921017-1.pdf