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研究生: 莊嘉銘
Chuang, Chia-Ming
論文名稱: 應用於升壓型切換式電源供應器之積體化分段型閘極驅動電路設計
An integrated segmented gate driver circuit in boost converter
指導教授: 黃智方
Huang, Chih-Fang
口試委員: 李坤彥
Li, Kun-Yen
鄭博泰
Cheng, Po-Tai
黃智方
Huang, Chih-Fang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 62
中文關鍵詞: 切換式電源供應器升壓型轉換器閘極驅動電路
外文關鍵詞: SMPS, boost converter, gate driver
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  • 本論文的目標在研究應用於智慧型太陽能板之功率電晶體及積體化閘極驅動電路設計。在太陽能板接收到的能量轉為電壓後,需將電壓由太陽能板串接的電壓約為16伏特(依日照強度而異)升壓至40伏特,以供後續電路應用。
    此閘極驅動電路設計,提供升壓型切換式電源供應器之上橋及下橋功率電晶體12伏特的閘極驅動電壓。上橋驅動電路部分應用了典型的靴帶式電路架構。靜區時間的控制可藉由調整RC延遲時間來決定。此外,為了同時兼顧輕載與重載情況的效率,加入了分段式閘極驅動電路的構想。
    本積體化分段式閘極驅動電路採用TSMC 0.25μm/40V 1p5m高壓製程製造。根據量測結果,在輕載的情況,比起閘極驅動電流較強的驅動電路,閘極驅動電流較弱的驅動電路改善了0.6%的電壓轉換效率。不論在輕載或重載的情況,電壓轉換效率皆超過88%。最佳的轉換效率在負載電流為2安培時可以達到95%。


    中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 VIII 圖目錄 X 表目錄 XIII 第一章 序論 1.1 前言 1.2 論文架構 第二章 升壓型直流-直流切換式電源供應器 2.1 切換式直流-直流轉換器的基本原理[1] 2.1.1 輸出電壓漣波 2.1.2 穩壓特性 2.1.3 暫態響應 2.2 升壓型直流-直流切換式電源供應器 2.2.1 工作特性 2.2.2 操作模式 2.4 同步整流之升壓型電源供應器 2.5 功率消耗與效率分析[3] 2.5.1 功率損耗 2.5.2 效率 第三章 電路架構 3.1 升壓型切換式電源供應器設計 3.1.1 上、下橋之功率電晶體 3.1.2 上、下橋閘極驅動電路設計 3.1.2.1 低/高壓輸入轉換器(LtoH) 3.1.2.2 靜區時間控制(MT) 3.1.2.3 下橋閘極驅動電路(LGD) 3.1.2.4 上橋閘極驅動電路(HGD) 3.1.3 操作邏輯 3.2 分段式閘極驅動電路[4] 第四章 模擬結果與分析 4.1 系統穩態模擬結果 4.2 電路特性比較 4.3 電壓轉換效率 第五章 量測結果與分析 5.1 簡介 5.2 封裝打線及PCB[5] 5.3 系統穩態量測結果 5.3.1 輸出電壓變化量 5.3.2 電感電流變化量 5.3.3 傳遞延遲時間 5.3.4 靜區時間 5.3.5 電流驅動能力 5.3.6 上、下橋電晶體及寄生二極體之導通跨壓 5.4 規格比較 5.5 電壓轉換效率 第六章 結論與未來展望 6.1 結論 6.2 未來展望 參考文獻

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