【正文】 ntrol, so as to realize the voltage output. The experimental results show that the power supply into line voltage and load current changes in a paratively wide scope, can maintain the stability of the high power output dc voltage, power supply ac input power factor reaches more than 89%, efficiency of 92%, has the good voltage regulation and load regulation, In addition, this system also has A output overcurrent protection, the measurement and display of power factor of the output. III 目 錄 1 系統(tǒng)方案 .................................................................... 1 DC／ DC 變換模塊的論證和選擇 ..................................................................... 1 PFC 控制方案的論證和選擇 ............................................................................ 2 2 系統(tǒng)理論分析與計算 .......................................................... 2 電路設計的分析 ................................................................................................... 2 主電路的分析 ............................................................................................. 2 控制電路的分析 ......................................................................................... 3 功率因數(shù)測量電路的分析 ........................................................................... 6 主回路器件的選擇及參數(shù)計算 .............................................................................. 6 PFC 控制電路參數(shù)計算 ........................................................................................ 9 3 電路與程序設計 ............................................................. 10 電路的設計 ........................................................................................................ 10 系 統(tǒng)總體框圖 ........................................................................................... 10 主電路 子系統(tǒng)框圖與電路原理圖 ...............................................................11 輔助電路 子系統(tǒng)框圖與電路原理圖 .......................................................... 12 輔 助 電源 .................................................................................................. 12 程序的設計 ........................................................................................................ 13 程序功能描述與設計思路 ......................................................................... 13 程序流程圖 .............................................................................................. 13 4 測試方案與測試結(jié)果 ......................................................... 14 測試方案 ........................................................................................................... 14 測試條件與儀器 ................................................................................................ 15 測試結(jié)果及分析 ................................................................................................ 15 測試結(jié)果 (數(shù)據(jù) ) ........................................................................................ 15 測試分析與結(jié)論 ....................................................................................... 16 附錄 1：電路原理圖 ........................................................... 17 附錄 2：源程序 ............................................................... 18 1 單相 AC/DC 變換電路 （ A 題） 1 系統(tǒng)方案 DC／ DC 變換模塊 的論證和選擇 方案 一 ： Buck 型拓撲結(jié)構(gòu)變換器 ： 該方案可在隔離 變壓器 輸出端進行三倍壓整流，再將直流電壓通過 Buck 型拓撲結(jié)構(gòu)進行降壓變換實現(xiàn)。在耦合 電感線圈 和變壓器隔離的結(jié)構(gòu)中，由于 “開關 導通 ”初期的沖擊耦合電流會引起輸出電壓反向，并且也存在穩(wěn)定性問題。 2 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 8 S e p 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : D : \ P r o t e l \ E x a m p l e s \ 電子興趣小組 . d d b D r a w n B y :D1L1C1V p c+V0S+負載 圖 3 Boost 電路原理圖 通過以上綜合分析比較， Boost 型拓撲結(jié)構(gòu)變換器是 DC／ DC 變換器的理想選擇。是目前較為廣泛使用的 APFC 電路。 比較三種方案，發(fā)現(xiàn)方案三，設計步驟減少了好幾步，相對來說簡單易行，而且實驗結(jié)果證明該方案完全達到題目的要求?？刂齐娐泛蜏y量電路包括 PFC控制電路和單片機測量控制電路， PFC 控制電路由專用 PFC 芯片組成，單片機測量控制電路主要是輸出側(cè)通過電阻分壓并用 電壓、電流傳感器 進行采集 比較送至單片機進行功率因數(shù) 測量顯示。 Q1 關斷時，由于電感電流不能突變， L1 的電壓極性顛倒， L1 異名端電壓相對同名端為正。若直 流負載電流上升，則導通時間會自動增加為負載提供更多能量。有源功率因數(shù)校正控制器 UCC28019使用 Boost 拓撲結(jié)構(gòu)，工作于電流連續(xù)導電模 式。簡單的外圍電路非常便于對電壓環(huán)和電流環(huán)進行靈活的補償設計。 (1) UCC28019 的特點 連續(xù)導電模式控制器 UCC28019 具有以下特點： ① 不需要對電網(wǎng)電壓進行檢測，減少了外圍元器件 ② 寬范圍的通用交流輸入電壓 ③ 65kHz的固定開關頻率 ④ 最大占空比達 97% ⑤ 輸出過壓、欠壓保護，輸入掉電保護 ⑥ 單周峰值電流限制 ⑦ 開環(huán)保護 ⑧ 低功耗待機模式 (2) UCC28019 引腳說明 UCC28019 采用 8Lead PDIP 和 8Lead SOIC 兩種封裝形式，其引腳排列如圖 5 所示，引腳功能介紹如下 圖 5 UCC28019 的引腳排列（ SOIC PDIP8） 表 UCC28019 引腳功能說明 引腳號 引腳符號 引腳功能 1 GND 芯片接地端 2 ICOMP 電流環(huán)路補償，跨導電流放大器輸出端，引腳的工作電壓高于 3 ISENSE 電感電流檢測。 Boost PFC 變換器的直流輸入電壓經(jīng)過電阻分壓器采樣后接入該引腳，為了濾除高頻噪聲干擾，該引腳對地外接一個小電容 7 VCC 芯片工作電源。 功率因數(shù)測量電路的分析 對于某一正弦信號，周期性地出現(xiàn)過零點，測出過零點的時間即可以測出該信號的相角。 其中， N 為兩路信號的上升沿分別觸發(fā)計數(shù)器的差值， KF 為單片機時鐘頻率， T 為輸入信號的周期 。 （ 6）、 采 樣電阻 (RSENSE)：主要是對電感電流進行取樣；考慮到軟過流保護的下限? 以及電感峰值電流的最大取值，取樣電阻 SENSER 的計算如下： _ ( m a x ) _ ( m a x ) 0 .9 1 24 . 5 6 5 . 0 222R IP P L EL P E A K IN P E A K II I A? ? ? ? ? _ ( m a x ) 5 5 2S O CS E NS EL P E A KVR I? ? ? ?? （ 7）、 為使器件避免由于瞬時峰值電流的損害，用一個 RISENSE=220 ? 的電阻與ISENSE引腳串聯(lián)，同時在該引腳 處與地線之間接 1只 1000pF的電容 CISENSE，以改善抗干擾性能。 另外在 VINS引腳與地之間還接有電容 CVINS，主要作用是濾除紋波電壓，防止誤觸發(fā)輸入低電壓保護電路；其次可以延遲一定時間啟動輸入低電壓保護電路。具有電源輸入軟啟動保護，以及反饋電壓欠壓，過壓鎖存和峰值電流限制，此外還設有電壓，電流反饋補償端。跨導誤差電壓放大器輸出的電流對該網(wǎng)絡的電容進行充電或者放電，目的是建立合適的 VCOMP 電壓來保證系統(tǒng)正常運行。 （ 2）、 ICOMP 端是跨導電流放大器輸出端 ： 此端與地之間接有一補償電容 CICOMP，主要起補償和平均取樣電流信號的作用。 功率因數(shù)測量電路 子系統(tǒng) 框圖 以 STC51 單片機為核心的功率因數(shù)測量系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 如圖 13 所示 。原理圖如圖 14 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 8 S e p 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : D : \ P r o t e l \ E x a m p l e s \ 電子興趣小組 . d d b D r a w n B y :44223311T1L C T A44223311 T2L C T V1122D0D I O D ED2D I O D ED3 D4R41KV C CR61KV C CV C