針對線電壓變化之單相主動功因修正AC/DC轉換器的研製

Abstract

本文旨在設計及製作一具有高功率因數`快速輸出電壓動態響應的單相昇壓型主動功因修正器.文中提出一以離散時間取樣/保持器為基礎的無漣波輸入線電壓和輸出電壓感測策略,以便在改善轉換器輸出電壓動態響應的同時也能獲得高品質的輸入電流波形.此外,這個策略的數學模型被開發,並且被使用來設計一外迴路電壓補償器.一操作在90-260V(RMS)輸入線電壓範圍的250Wac-dc轉換器原型被開發及製作來評估所提控制策略的性能並驗證其之操作.

This paper presents the design and implement of a single-phase power-factor correction ac-dc converter with high power factor,and fast output voltage dunamic response.In this paper,a sample and hold based ripple free input and output voltage sensing strategy is proposed,in order to improve converters output voltage dynamic response while obtained a higher quality waveform of input current.In addition,a mathematical model of the scheme is developed, and used to design a voltage compensator.To verify the operation and evaluate the performance of the proposed control strategy,a 250W laboratory prototype converter for an input voltage range from 90-260V(RMS)were developed and bulit. 1.1 研究背景與發展現況 1.2 研究動機與目的 1.3 研究方法與系統描述 1.4 論文架構 2. 基本的功因修正與電路架構簡介 2.1 功率因數的定義 2.2 傳統離線型切換模式電源供應器簡介 2.3 單相主動功因修正電路架構 3. 單相昇壓型功因修正器的分析 3.1 前言 3.2 昇壓型轉換器的模型 3.3 無漣波輸出電壓感測的條件 3.4 輸入電流的前期失真 3.5 電路參數之設計 3.5.1 直流電壓參考值的決定 3.5.2 輸出直流電容的設計 3.5.3 電感值的決定 4. 控制器之設計 4.1 前言 4.2 系統描述 4.3 系統的模型化 4.3.1 動力級轉移函數 4.3.2 電流命令計算器的小信號模型 4.3.3 脈寬調變器的小信號模型 4.3.4 完整的系統小信號模型 4.4 電流補償器的設計 4.5 外迴路補償器的設計 5. 實體製作及實驗結果 5.1 前言 5.2 實現技術 5.2.1 閘極信號的隔離 5.2.2 電感電流感測的隔離 5.2.3 正弦參考信號的隔離 5.3 實驗結果與討論 6. 結論