功率因數提升一直是受到重視的問題，它影響著用電品質、安全，高功率因數可減少電力在配送網路中耗損。本論文使用三相獨立控制迴路之升壓型轉換器的電路架構，利用交流-直流轉換器將220伏特三相交流相電壓轉換為輸出直流電壓400伏特。控制核心採用微控制器(TMS32F28069)為整體系統的控制中樞，降低系統硬體複雜度。本架構已完成輸出功率320W之三相轉換器系統，從實測結果驗證系統設計之可行性。實現電源供應系統具有高功因、高效率、簡單架構和高可靠度的特性。

Power factor upgrade has been to pay much attention. It has a great effect on electrical quality and security. Also, High power factor can reduced power depletion in network. This paper uses the boost converter circuit topology of three-phase independent control loop, using three-phase AC-DC converter to convert the 220 AC voltage to 400 DC voltage. Micro-controller (TMS32F28069) is the center control of the overall system, reducing hardware complexity. This schema of the three-phase converter system completes the 320W power output. Experimental results verify the feasibility of the system design and realize the power supply system with high power, high efficiency, simple structure and high reliability characteristics.

論文審定書 i
致謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖次 viii
表次 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 系統架構及研究方法 3
1.3 論文大綱 4
第二章 功率因數修正電路之工作原理分析 5
2-1 簡介 5
2-2 功率因數之定義 6
2-3 二極體橋式整流器 7
2-4 被動式功因修正器 8
2-4-1 LC 濾波器 8
2-4-2 π型濾波器 8
2-5 主動式功因修正器 9
2-6 主動式功率因數修正器之原理 10
2-7 不連續導通模式 10
2-8 連續導通模式 12
2-8-1 峰值電流控制法 14
2-8-2 磁滯電流控制法 16
2-8-3 平均電流控制法 18
2-9 三相升壓轉換器之種類 20
2-9-1 三單相模組之三相升壓型轉換器 20
2-9-2 單開關三相升壓型轉換器 21
2-9-3 六開關三相升壓型轉換器 22
2-9-4 轉換器架構整理 23
第三章 升壓型轉換器理論分析與控制 24
3-1 升壓型轉換器之操作原理說明 25
3-2 脈波寬度調變(Pulse Width Modulation;PWM) 28
3-3 三相升壓轉換器控制策略 29
第四章 MCU發展系統介紹 31
4-1微控制器簡介 31
4-2模組介紹 32
4-2-1 ADC ( Analog-to-Digital Converter ) 33
4-2-2 ePWM ( Enhanced Pulse Width Modulator ) 34
4-2-3 GPIO (General-Purpose Input/Output) 36
4-2-4 PIE ( Peripheral Interrupt Expansion ) 38
4-2-5 IQmath 40
第五章 實驗系統架構及軟體規劃 41
5-1 前言 41
5-2 硬體電路架構 41
5-3 升壓型轉換器 42
5-3-1 MOSFET驅動電路 44
5-4 電流回授電路 45
5-5 電壓回授電路 47
5-6 直流電壓回授電路 49
5-7 直流電源供應電路 50
5-8 H級低壓乾式變壓器 51
5-9 軟體規劃 52
5.9.1 主程式規劃 53
5.9.2 三相升壓轉換器之程式規劃 54
第六章 模擬與實驗測試結果 56
6-1 前言 56
6-2 模擬結果 57
6-3 實際實驗結果 61
6-3-1 單相升壓轉換器實驗結果 61
6-3-2 三相升壓轉換器實驗結果 63
第七章 結論與未來展望 67
7-1 結論 67
7-2 未來展望 68
參考文獻 68

[1] 2014年能源產業技術白皮書：
http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/content/SubMenu.aspx?menu_id=2324
[2] 全國法規資料庫資料網址：
http://law.moj.gov.tw/LawClass/LawSingle.aspx?Pcode=J0030011&FLNO=69
[3] Kandianis and S. N. Manias, “A Comparative Evaluation of Single-Phase SMR
Converters With Active Power Factor Correction,” Industrial Electronics,Control
and Instrumentation, 1994, IECON’94., 20th International Conference on, volume:
1,5-9 Sept. 1994 pp. 244-249.
[4] Texas Instrument, TMS320x2806x datasheet
[5] 梁適安著，“交換式電源供應器之理論與實務測計”，全華出版社，西元2004
年
[6] MOHAN著，江炫樟譯，“電力電子學”，全華出版社，西元2008年
[7] IRFP460元件資料網址:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchild/IRFP460.pdf
[8] 二極體30EPH06元件資料網址:
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=30EPH06
[9] KBPC5010元件資料網址:
http://datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/K/B/P/C/KBPC5010.shtml
[10] 古進德著，“綠色能源之電力轉換器研究與製作”，中山大學電機系，西元
2011年
[11] 數位緩衝元件7407元件資料網址:
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=7407
[12] LEM公司之電流感測元件CKSR 25-NP資料網址:
http://www.lem.com
[13] TL074元件資料網址:
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=TL074
[14] 類比隔離放大器HCPL7840元件資料網址:
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=HCPL-7840
[15] 林睿豪著，“三相整流器之功因修正控制策略及研製”，中山大學電機系，
西元2013年
[16] A5系列-IC式單輸出AC-DC電源變壓器之文件下載網址:
http://www.100y.com.tw/pdf_file/27-A5-112411B.pdf
[17] IC7815元件資料網址:
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/9046/NSC/7815.html
[18] 士林電機廠股份有限公司，H級乾式變壓器：
http://www.seec.com.tw/product/file/file_133_1801.pdf
[19] 葉宛玲著，“再生能源之併網型電力轉換器研製”，中山大學電機系，
西元2014年
[20] 蕭森巍著，“獨立型激磁式同步風力發電機之能量流管理與起動切離控制策 略”，中山大學電機系，西元2014年
[21] 鄭凱方著，“主動式功因修正電路模型建立與設計”，中山大學電機系，
西元2006年
[22] 黃淑萱著，“應用潮流發電之數位控制三相電源轉換系統”，成功大學電機 系，西元2012年
[23] 主動式功率因數修正器控制方法簡介網址：
http://eshare.stust.edu.tw/EshareFile/2010_12/2010_12_97040606.pdf
[22] Kandianis and S. N. Manias, “A Comparative Evaluation of Single-Phase SMR
Converters With Active Power Factor Correction,” Industrial Electronics,Control
and Instrumentation, 1994, IECON’94., 20th International Conference on, volume:
1,5-9 Sept. 1994 pp. 244-249.
[23] T. Yoshida, O. Shiizuka, O. Miyashita and K. Ohniwa, “An Improvement
Technique for the Efficiency of High-Frequency Switch-Mode Rectifiers,” IEEE
Trans. on Elec., vol. 15, no. 6, pp. 1118-1123, Nov. 2000.
[24] L. Dixon, “Average Current Mode Control of Switching Power Supplies,”
Unitrode Application note, U-140, pp. 356-369