Abstract
摘 要隨著資訊設備輕薄短小化的需求發展，切換式電源供應器之應用目前已相當普遍。唯其開關切換所引起之電壓電流漣波仍然不易做到媲美線性式電源供應器之性能。爰此文獻上遂有一些零漣波技術的研發，然而這些技術仍有許多缺陷待克服，本論文之目的即針對此技術，提出一新型零漣波耦合電感濾波器；其特點為不僅可獲得高衰減特性，即可視為零漣波之效果，並且其濾波特性較不易受到參數之影響，較適合於生產線上量產。此外，在濾波器應用方面，一個傳統的昇壓型，降壓型及降昇壓型直-直流轉換器中，皆存在一個缺點，即轉換器之輸入或輸出端至少有一端有脈衝電流產生，即使轉換器工作在連續電流導通模式時，此現象依然存在；而此脈衝電流的產生若未能適當的處理很可能引起嚴重之電磁干擾問題，導致所供應之設備無法正常運作；一般解決此問題之方法為至少加一級 低通濾波器，當濾波效果無法達到要求時，再考慮增加電感器及電容器元件尺寸或再串一級 低通濾波器，但如此一來不僅增加了成本同時也增加了轉換器之體積及重量。直到1977年，邱克博士在實驗時將邱克轉換器之兩個電感繞於同一鐵心上，發現在不影響正常電路操作情況下，不僅可以減少邱克轉換器之體積與重量，同時亦可降低漣波量。從此實驗中邱克博士觀察到一個零漣波電流現象，而此現象之產生需很精確的設計耦合電感，使電感兩端之電壓大小相等，且相位相同才成立。易言之，若要達到零漣波電流之效果必須精確的設計耦合電感之漏電感量，即必須精確的調整耦合電感之耦合係數 ；然而，在考慮採用一般量產技術時，要所有耦合電感之 值皆相同是一件無法達成的事實；為克服此耦合係數之靈敏度問題，在本文中，吾人將採用新型耦合電感濾波器應用於邱克轉換器中，以求不必精密調整耦合係數而仍可達到低輸入與輸出電流漣波之理想轉換器效果。另一方面，由於近年來對於電源品質要求的提升，造成對用電設備之功因及諧波失真之要求也日趨嚴格，因此切換式交直流功因修正電路亦被廣泛的使用在各項設備中，其中以一個經二極體整流器再連接昇壓型轉換器之功因修正器，由於其僅為單開關電路，在電路設計方面較為簡單且成本考量上亦較佳，因此可說是最常被採用之功因修正電路。然而，功因修正器所產生之高頻輸入漣波及雜訊常會造成許多電磁干擾（EMI）的問題，因此為滿足EMI標準，通常需額外再加入一個EMI濾波器。在此吾人亦將新型濾波器取代傳統L-C二階低通濾波器，其不僅可達到較好之濾波效果，而且可比傳統低通濾波器擁有較小之體積及較低的成本。除此之外，本文所提之新型濾波器亦可用於其餘類型之直-直流轉換器、交-直流轉換器及定頻反流器上。