所有電子產品,除了包括凸顯產品差異性的各自獨特機能電路外,都必須伴隨提供電力的電力轉換單元。依使用環境的不同,電力轉換單元的輸入可以有交流市電或使用電池等不同的電力來源,藉助電力轉換技術,提供系統中所有電子零組件所需要的不同直流電壓及負載電流。因此,高效率、高功率密度性能的電力轉換,成為滿足產品輕、薄、短、小等訴求的主要關鍵技術。
電力轉換技術能力的建立,必須從元件的認識,包括半導體,被動元件及磁性元件等正確使用開始。進而透過基本原理的了解,再提升為電路架構的層次。
本課程的內容為電力轉換專業的基礎之一,就Buck衍生的隔離型順向式電路架構,依技術演進產出的7個典型電路,分別探討其優缺點,並利用電腦軟體Excel輔助,建立電路的分析能力,同時以模擬電路軟體Simplis驗證結果。所獲得的基礎,應能幫助學員在短期間內,掌握設計能力及之後將進行的硬體實作。參與的學員所累積的經驗得以電腦化,有助於爾後依據不同規格的輸入/輸出電壓及低、高功率的電力轉換應用場合,衍生更寬廣的專業知識及設計能力。
課程的規劃為學習使用Excel/Simplis電腦程式,進行電路設計及模擬驗證。透過電腦實習的引導,以提升整體效率為訴求,依序進行下列各項的探討,包括:
- 變壓器匝數比與工作週期
- 變壓器漏感與輸出電壓調節率
- 變壓器漏感與半導體元件耐壓
- 導通損失與等效導通電阻
- 交換損失與零電壓範圍
- 脈沖輸入電流與電磁干擾
據此,除了專精於順向式電路架構的應用實務,未來更可以延伸建立多開關的電力轉換電路,如推挽式,半橋式及全橋式電路的理論基礎。