一般的傳統的被動式AC/DC 轉換器會導致功率低落及高諧波，對電力系統有很嚴重的污染。有鑑於此，本論文題出主動式功因修正技術，並使用交錯式升壓轉換器(Dual Boost Converter)為功率級，利用電感電流操作在連續導通模式下達到功因修正的目的。首先用平均狀態方式分析轉換器，再使用頻域分析設計出合適的補償器以設計出具有良好功率因數的系統。由於一般古典PI 控制器對於負載變輕時，功率因數會降低，為了解決這類問題的產生，本文提出了能夠提升整體系統強韌性的功因修正電路，並與功因修正IC(UC3854)做比較，在輕載的情況下也能維持良好的功因。

The traditional AC/DC rectifier usually has the defects of low power factor and serious harmonic distortion and it results in serious pollution to the power system.
This thesis proposes active power factor correction technique using a new AC/DC Dual Boost Converter. For power factor correction, inductor current is operated in the continuous conduction mode. First, the converter is analyzed by state space averaging method. Furthermore, we design applicable compensator by frequency analysis to implement a good power factor system. A classical PFC circuit with PI control law has low power factor under light load. In order to overcome problem, the thesis proposes a Dual Boost Converter circuit with robust performance. Comparing with circuits using PFC IC “UC3854”, the proposed system obtains higher power factor under the condition of the same light load.

目錄

中文摘要 ...................................................... Ⅰ
英文摘要 ...................................................... Ⅱ
目錄 .............................................................. Ⅲ
圖目錄 ...........................................................Ⅵ
表目錄 ........................................................... XI

第一章 緒論 ..................................................1
1.1 研究動機 .................................................1
1.2 研究方法 .................................................1
1.3 論文架構 ................................................. 3

第二章 功率因數修正技術簡介 ................... 4
2.1 功率因數的定義 ..................................... 4
2.2 功率因數修正 ......................................... 6
2.2.1 功率因數修正技術的種類 .................. 7
2.2.2 功率因數修正的控制方法 ................. 10
2.3 主動式功因修正電路 ............................. 11
2.3.1 主動式功因修正電路工作原理 ..........11
2.3.2 電力轉換器分類 ................................. 12
2.3.3 電流控制模式的種類 .......................... 15

第三章 雙相升壓型轉換器分析與設計 ....... 18
3.1 單相升壓型轉換器工作原理 .................. 18
3.2 交錯式雙相升壓型轉換器工作原理 ...... 22
3.3 交錯式雙相升壓型轉換器連續與不連續導通模式的邊界條件.....28
3.4 交錯式雙相升壓型轉換器元件規格選擇.....29
3.5 交錯式雙相升壓型轉換器之狀態平均模式分析.....32

第四章 UC3854 功因修正電路分析與設計 ...38
4.1 UC3854 功能介紹 ..................................... 38
4.2 UC3854 控制電路參數設計 .................... 40
4.2.1 輸入電流感測 .......................................... 40
4.2.2 過載電流保護 .......................................... 41
4.2.3 乘法器設計 .............................................. 42
4.2.3.1 前饋電壓 .............................................. 42
4.2.3.2 電壓誤差放大器 .................................. 43
4.2.3.3 乘法器輸入電流 .................................. 44
4.2.4 功率開關切換頻率 .................................. 45
4.2.5 電流誤差放大器 ...................................... 45
4.3 UC3854 功率因數修正硬體電路模擬 ..... 46

第五章 強韌功因修正控制電路分析與設計 ... 50
5.1 電壓與電流迴路分析 ................................. 51
5.2 時間延遲電路的設計 ................................. 55
5.3 硬體電路模擬 ............................................. 56
5.3.1 系統在不同負載下的模擬 ...................... 59

第六章 硬體電路建立與實驗結果 ................... 63
6.1 UC3854 之單相升壓型功因修正硬體電路..... 63
6.1.1 硬體電路規格與建立 .............................. 63
6.1.2 實驗結果與數據 ...................................... 65
6.2 強韌交錯式升壓型功因修正硬體電路 ..... 72
6.2.1 硬體電路規格與建立 .............................. 72
6.2.2 實驗結果與數據 ...................................... 75
6.3 實作波形綜合比較 ..................................... 83

第七章 結論與未來展望 ................................... 85
7.1 結論 .............................................................. 85
7.2 未來展望 ...................................................... 86
參考文獻 ............................................................. 87

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