【正文】 ......................................................................................................................................................... 17 ................................................................................................................................................ 18 測(cè)試儀器： .................................................................................................................................................. 18 硬件調(diào)試 ..................................................................................................................................................... 18 . . 軟件調(diào)試 ..................................................................................................................................................... 18 軟硬聯(lián)調(diào) ..................................................................................................................................................... 19 結(jié)果分析（系統(tǒng)對(duì)題目完成情況） ...................................................................................................... 19 7．結(jié)束語(yǔ) ............................................................................................................................................................... 19 參考文獻(xiàn)： ............................................................................................................................................................ 19 附錄一：控制電路 ............................................................................................................................................... 20 附 錄二：源程序 ................................................................................................................................................... 20 . . 單相 ACDC 變換電路 （ A 題） 【 本科 組】 設(shè)計(jì)并制作如圖 1 所示的單相 ACDC 變換電路。輸出直流電壓穩(wěn)定在 36V，輸出電流額定值為 2A。 圖 1 單相 ACDC 變換電路原理框圖 （ 1）在輸入交流電壓 Us=24V、輸出直流電流 Io=2A 條件下，使輸出直流電壓Uo=36V177。 。 （ 2）當(dāng) Us=24V， Io 在 ～ 范圍內(nèi)變化時(shí)，負(fù)載調(diào)整率 SI ≤ %。 （ 3）當(dāng) Io=2A， Us 在 20V～ 30V 范圍內(nèi)變化時(shí)，電壓調(diào)整率 SU ≤ %。 （ 4）設(shè)計(jì)并制作功率因數(shù)測(cè)量電路，實(shí)現(xiàn) ACDC 變換電路輸入側(cè)功率因數(shù)的測(cè)量，測(cè)量誤差絕對(duì)值不大于 。 （ 5）具有輸出過(guò)流保護(hù)功能，動(dòng)作電流為 177。 。 （ 1）實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，在 Us=24V， Io=2A， Uo=36V 條件下，使 ACDC 變換電路交流輸入側(cè)功率因數(shù)不低于 。 （ 2）在 Us=24V， Io=2A， Uo=36V 條件下，使 ACDC 變換電路效率不低于95%。 （ 3）能夠根據(jù)設(shè)定自動(dòng)調(diào)整功率因數(shù)，功率因數(shù)調(diào)整范圍不小于 ~，穩(wěn)態(tài)誤差絕對(duì)值不大于 . . 評(píng)定與選擇 89C52 單片機(jī)控制模塊、 LCD 液晶顯示模塊、按鍵控制模塊、直流電源供電模塊組成。在本設(shè)計(jì)中，核心采用 PFC 校正技術(shù)，因此重點(diǎn)對(duì) PFC 控制方案的選取進(jìn)行論證。 方案一： 使用 PWM 斬波后利 用高頻變壓器隔離升壓的方案。 該方案電路原理簡(jiǎn)單，所需元器件少，方便焊接。但 由于高頻變壓器的加工設(shè)計(jì)等問(wèn)題，改進(jìn) 難度大，使用受到限制，而且其電壓需要高頻整流濾波，電壓毛刺較大， 精度低，所以不用該方案 。 方案二 ： 選用 TI 公司的 UC3854。 UC3854 封裝引腳多，從而導(dǎo)致應(yīng)用電路復(fù)雜，線路之間的干擾較大，因此產(chǎn)品的噪聲較大。對(duì)焊接工藝要求較高，而且調(diào)試電路的難度較大。 UC3854 組成的 PFC 電路還需要調(diào)節(jié)電壓放大器電流、放大器和乘法器。 方案三： 采用帶 PFC 的 Boost 型 DC— DC 升壓器。該電路有專用的控制芯片，容易實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)采用 PFC 功率因數(shù)校正技術(shù)，功耗低，輸出電壓范圍寬。輸出電壓波形中毛刺也 比方案一要小。 選用 TI 公司的UCC28019。 UCC28019 交流輸入市電電流總諧波畸變率低，功率校正因數(shù)高，抗干擾能力強(qiáng)，封裝引腳較少， PFC 控制部分電路相對(duì)簡(jiǎn)單。只需調(diào)節(jié)一個(gè)放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)即可 , 高壓起動(dòng)源直接接在高壓輸入端，光耦直接接到 IC 的端子，不再處理放大器的補(bǔ)償，前沿消隱做在 IC 內(nèi)部， IC 外部只有電流取樣。這樣的做法使設(shè)計(jì)的步驟減少了。 綜合比較，選擇方案三。 方案流程圖 如圖 2 所示 隔 離變 壓器橋 式整 流電 路自 耦變 壓器B o o s t升 壓電 路單 片機(jī)電 壓 電流 檢 測(cè)A / D 轉(zhuǎn)換負(fù) 載L C D 液晶 顯 示P F C控 制2 2 0 V交 流電功 率 因數(shù) 檢 測(cè) 圖 2 方案流程圖 . . AC/DC電源 模塊 自耦變壓器是輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器。通過(guò)改變初、次級(jí)的線圈匝數(shù)比的關(guān)系來(lái)改變初、次級(jí)線圈端電壓，實(shí)現(xiàn)電壓的變換。由于初級(jí)和次級(jí)線圈直接相連，致使會(huì)有跨級(jí)漏電的危險(xiǎn)。 隔離變壓器是一種 1/1 的變壓器，它的輸出端跟輸入端是完全“斷路”隔離的，這樣就有效的對(duì)變壓器的輸入端起到了一個(gè)良好的過(guò)濾作用，從而給用電設(shè)備提供了純凈的電源電壓。加之它的次級(jí)不與大地相連，任意兩線與大地之間沒(méi)有電位差，人接觸任意一條線都不會(huì)發(fā)生觸電，這樣就比較安全。 由于 MOSFET 管工作時(shí)頻繁的開(kāi)關(guān)，因此對(duì) 電路的干擾較大，在整流電路前加入 EMI 濾波電路，從而達(dá)到降低噪聲的作用。設(shè)計(jì)中還加入了壓敏電阻VAR1,當(dāng)電路中回路電流過(guò)大時(shí)，壓敏電阻 VAR1 閉合保險(xiǎn)絲 F1 熔斷從而達(dá)到保護(hù)電路的目的。當(dāng)輸入為 220V 交流電壓時(shí)，首先經(jīng)過(guò)隔離變壓器降至 18V 左右交流電壓。再經(jīng)過(guò)保護(hù)和濾波后輸出端接入整流橋，整流部分選用了全波橋式整流電路，輸出為直流電壓。在選擇二極管時(shí)，其額定正向電流必須大于流過(guò)它的平均電流 ID，其反向擊穿電壓必須大于它兩端承受的最大反向電壓 VRM 。由此確定整流二極管的參數(shù)。 利用上述特點(diǎn)，按自耦變壓器 、隔離變壓器和橋式整流器的順序?qū)⑷哌B接起來(lái)，就夠成了一個(gè)可調(diào)、濾波、安全的 AC/DC 降壓模塊，如圖 3 所示。 圖 3 AC/DC 降壓模塊 Boost升壓模塊 升壓結(jié)構(gòu)特性分析 Boost 升壓電路，可以工作在電流斷續(xù)工作模式 (DCM)和電流連續(xù)工作模式(CCM)。 CCM 工作模式適合大功率輸出電路，考慮到負(fù)載達(dá)到 10％以上時(shí)，電感電流需保持連續(xù)狀態(tài)，因此，按 CCM 工作模式來(lái)進(jìn)行特性分析。 Boost 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升壓電路基本波形如圖 3 所示 . . 圖 4 Boost 升壓電路基本波形 ton 時(shí)，開(kāi)關(guān)管 S 為導(dǎo)通狀態(tài)，二極管 D 處于截止?fàn)顟B(tài)，流經(jīng)電感 L 和開(kāi)關(guān)管的電流逐漸增大，電感 L 兩端的