CPLD-Based 高頻Class E 零電壓切換電源轉換器設計及實現

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Title:	CPLD-Based 高頻Class E 零電壓切換電源轉換器設計及實現
Authors:	黎燕芳
Contributors:	電機系
Keywords:	Class E 轉換器、Class E 換流器、零電壓切換、L-C 諧振、可程式邏輯陣列元件。
Date:	2009-09-30
Issue Date:	2010-08-23 14:50:50 (UTC+8)
Abstract:	切換式電源轉換器之工作損失大部份來自開關元件之切換損失，而Class E 電源轉換器之零電壓切換(Zero Voltage Switching；ZVS)特性使其具有近乎零之開關切換損失，此特性使得Class E 轉換器具有極高之功率轉換效率。此種電路操作原理乃利用L-C 共振之特性，於電壓交越之瞬間完成開關之切換動作。故功率開關之切換時間控制須極準確，尤其是對於高頻（1 MHz）Class E 轉換器之設計，此切換時間之控制準度要求更高。然而Class E 轉換器ZVS 之操作條件對電路參數(L、C 及負載電阻) 之變動極為敏感，若無對應之控制機制與快速之反應效果則將造成ZVS 之操作偏移，而無法達到零切換損失之操作特性。本研究首先探討電路參數變動時，對Class E 轉換器之切換動作造成之影響，此参數變化包含應用於射頻功率傳輸時之線圈幾何相對位置變化。進而尋求對應之控制機制，並計畫利用CPLD（可程式邏輯陣列元件）製作MCU（微控制器），以因應系統所需之高速反應與精確控制之操作需求。除探討、分析電路之操作原理及參數變動特性外本研究亦製作完成一組155W、1.235 MHz 之並聯驅動式Class E 雛型電路系統。為因應系統所需之高速反應與精確控制之操作需求，電路系統之MCU（微控制器）則以CPLD（可程式邏輯陣列元件）實現。
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