本論文利用直交表的原理，發展出一應用連續直交表的設計法，來設計功因修正電路
之電磁干擾(EMI)濾波器，使其通過EMI與功率因數的規範要求。設計過程以濾波電路
元件值為直交表之可控變數，進行實驗量測，經由實際的量測結果，求出每個可控變
數的平均效應，作為搜尋最佳元件組合的指標。然後根據指標進行連續步驟之直交表
實驗，在合理的元件範圍內，逐漸逼近預定的規範目標。此外，實驗的過程同時將元
件的體積因素考慮在內，因此，最後可設計出最小體積之EMI濾波器。文中詳細說明
設計流程以及判斷法則，並以一單級高功因轉換電路作為設計實例。

In this thesis, an alternative solution for designing power line conductive electromagnetic interference
(EMI) filter by using the consecutive orthogonal array method is proposed. The circuit parameters of
EMI filters to be determined are assigned as the control variables in the orthogonal arrays, and the
average effects corresponding to each control variable are calculated from the measured results.
In accordance with the inferential rules, the average effects are used as the observational indices
to adjust the levels of the control variables of the subsequent orthogonal array. Through manipulating
consecutive orthogonal arrays step by step, the applicable ranges of circuit parameters are approached
with desired output performances. Finally, the component values of EMI filters with minimum size can
be found. The design procedure and the inferential rules are described by illustrative examples for a
single-stage high-power-factor converter.

中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖表索引 V
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 規範 2
1-3 本文大綱 3
第二章 功因修正電路之傳導型電磁干擾 5
2-1 功因修正電路電磁雜訊產生原因及分類 5
2-1-1 電磁雜訊量測 5
2-1-2 雜訊電流之產生 6
2-2 傳統電磁干擾濾波器設計方法 7
2-3 功因修正電路EMI濾波器之傳統設計 9
2-3-1 單級高功因電路特性及其量測 9
2-3-2 功因修正電路之EMI濾波 12
第三章 連續直交表原理 16
3-1 直交表構建 16
3-2 連續直交表 20
3-3 連續直交表應用特性 21
第四章 EMI濾波器設計 24
4-1 EMI濾波電路及直交表架構 25
4-1-1 濾波器架構與變數設定 25
4-1-2 輸出觀測值與搜尋指標 26
4-1-3 變數調整與驗證實驗 27
4-2 連續直交表設計流程 28
第五章 設計實例 32
5-1 含被動濾波電路之EMI濾波器設計-實例一 32
5-2 被動濾波電路與EMI濾波器整合設計 41
5-2-1 實例二 42
5-2-2 實例三 51
第六章 結論與討論 60
參考文獻 62
圖 表 索 引
圖2-1 傳導型EMI量測配置5
圖2-2 功因修正電路雜訊電流路徑6
圖2-3 單級整合式高功因電路雜訊電流路徑7
圖2-4 典型EMI濾波器架構8
圖2-5 典型濾波器等效電路8
圖2-6 單級高功因電子安定器電路10
圖2-7 單級高功因安定器輸入電壓電流波形11
圖2-8 未加EMI濾波器總雜訊11
圖2-9 未加EMI濾波器CM雜訊11
圖2-10 未加EMI濾波器DM雜訊11
圖2-11 不同搭配組合之濾波器EMI總雜訊12
圖2-12 五組不同搭配組合濾波器輸入電壓與電流波形14

圖3-1 變數準位的平均效應與期望值的關係20
圖3-2 連續直交表的架構 21
圖3-3 多重極值問題之限制22
圖3-4 狹窄極值區域之限制23

圖4-1 EMI濾波元件與雜訊及功因之交互影響24
圖4-2 EMI濾波器架構25
圖4-3 EMI雜訊觀測值示意圖27
圖4-4 EMI濾波器連續直交表設計流程31

圖5-1 實例一EMI濾波電路32
圖5-2 實例一連續直交表變數準位與EMI平均效應變化趨勢38
圖5-3 連續直交表變數準位與功因平均效應變化趨勢40
圖5-4 實例一EMI濾波器設計總雜訊量測40
圖5-5 實例一EMI濾波器輸入電壓及電流波形 41
圖5-6 EMI濾波器與功因修正電路整合架構41
圖5-7 實例二連續直交表變數準位與EMI平均效應變化趨勢47
圖5-8 實例二連續直交表變數準位與功因平均效應變化趨勢49
圖5-9 實例二EMI濾波器設計總雜訊量測51
圖5-10 實例二EMI濾波器輸入電壓及電流波形 51
圖5-11 實例三連續直交表變數準位與EMI平均效應變化趨勢56
圖5-12 實例三連續直交表變數準位與功因平均效應變化趨勢58
圖5-13 實例三EMI濾波器設計總雜訊量測58
圖5-14 實例三EMI濾波器輸入電壓及電流波形 59

表1-1 各國或地區有關傳導型EMI主要規範2
表1-2 CISPR15照明設備傳導型EMI規範3
表1-3 EN61000-3-2 C類(照明器具)諧波規範3

表2-1 五組實驗元件值組合12
表2-2 搭配組合實驗結果 15

表3-1 直交表常用名詞及其說明16
表3-2 直交表架構 17
表3-3 的直交表 18

表4-1 連續直交表設計流程符號表29

表5-1 實驗變數直交表排列33
表5-2 實例一第一次直交表實驗變數準位33
表5-3 實例一第一次直交表實驗觀測值34
表5-4 實例一第一次直交表變數各準位平均效應34
表5-5 實例一第二次直交表實驗變數準位35
表5-6 實例一第二次直交表實驗觀測值36
表5-7 實例一第二次直交表變數各準位平均效應36
表5-8 實例一第三次直交表實驗變數準位36
表5-9 實例一第三次直交表實驗觀測值37
表5-10 實例一第三次直交表變數各準位平均效應37
表5-11 實例二第一次直交表實驗變數準位43
表5-12 實例二第一次直交表實驗觀測值43
表5-13 實例二第一次直交表變數各準位平均效應43
表5-14 實例二第二次直交表實驗變數準位44
表5-15 實例二第二次直交表實驗觀測值44
表5-16 實例二第二次直交表變數各準位平均效應44
表5-17 實例二第三次直交表實驗變數準位45
表5-18 實例二第三次直交表實驗觀測值45
表5-19 實例二第三次直交表變數各準位平均效應45
表5-20 實例二第四次直交表實驗變數準位46
表5-21 實例二第四次直交表實驗觀測值46
表5-22 實例二第四次直交表變數各準位平均效應46
表5-23 實例三第一次直交表實驗變數準位52
表5-24 實例三第一次直交表實驗觀測值52
表5-25 實例三第一次直交表變數各準位平均效應53
表5-26 實例三第二次直交表實驗變數準位53
表5-27 實例三第二次直交表實驗觀測值54
表5-28 實例三第二次直交表變數各準位平均效應54
表5-29 實例三第三次直交表實驗變數準位54
表5-30 實例三第三次直交表實驗觀測值55
表5-31 實例三第三次直交表變數各準位平均效應55

參考文獻
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