【正文】 （4—18） （4—19）利用以上參數(shù)，求出該分壓電路的傳遞函數(shù)為: （4—20）③RVAC的選擇:按最大輸入交流電壓的峰值除以乘法器的最大輸入電流值來計(jì)算，乘法器的最大輸入電流為600uA。又乘法器的輸出電流不能大于振蕩器的充電電流，故 （4—25）本設(shè)計(jì)中開關(guān)頻率為50kHz，則定時(shí)電容: （4—26）3 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)PWM輸出是圖騰柱式MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器信號。①電流誤差放大器在開關(guān)頻率處的增益:電感電流下降的最大斜率為Uo/L，這時(shí)電感電流流過采樣電阻所產(chǎn)生的斜率也最大，即UoRS/L。 （4—36）⑤電壓環(huán)穿越頻率: （4—37）⑥反饋電阻RVF:令電壓誤差放大器極點(diǎn)頻率 （4—38） 開環(huán)電路仿真開環(huán)仿真波形（，Lr取15μH，Cr取110nF，Cs取5nF，輸出電容C取2000μF）：輸入電壓和電流負(fù)載端電壓驅(qū)動(dòng)信號和開關(guān)管電壓電流波形上圖中波形有：電感Lr的電流（有正有負(fù),負(fù)為近似倒尖三角，然后為零，再上升后緩緩下降），開關(guān)管電流（剛剛導(dǎo)通時(shí)刻從零上升到最大值，再下降至最小值然后平緩上升再降至零），和開關(guān)管電壓。 閉環(huán)仿真　電壓控制環(huán)路部分電壓控制環(huán)路部分,輸出電壓VO經(jīng)由分壓電阻進(jìn)入電壓誤差放大器的反相端,如圖43所示。兩個(gè)極點(diǎn)中,一個(gè)為零,一個(gè)為高頻的極點(diǎn)可以去除高頻雜波。整個(gè)流程的動(dòng)作,可以看作是主要電流命令與電感電流感測電壓作相減的動(dòng)作,最后的PWM模型則維持不變,決定其占空比,完成內(nèi)外環(huán)路的控制動(dòng)作。仿真平臺采用PSpice工具,它是一種微機(jī)級電路模擬的標(biāo)準(zhǔn)軟件。當(dāng)電路中加入功率因數(shù)校正電路后，再經(jīng)過功率測試功率因數(shù)，我們可以看到電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，～1之間，同時(shí)測試電流的總諧波畸變因數(shù)，它不會(huì)超過4％，矯正效果良好。XXI 結(jié)論本文首先介紹了為什么要研究功率因數(shù)校正電路，電力電子裝置的大量使用給電網(wǎng)帶來諧波和無功，造成電網(wǎng)的“污染”，解決這種污染的主要途徑之一是使用功率因數(shù)校正技術(shù)，對于如何抑制和去除諧波和紋波的方式方法有很多，但想完全消除，是很難辦到的，我們只有將其控制在一個(gè)允許的范圍之內(nèi)，不對環(huán)境和設(shè)備產(chǎn)生很大影響就達(dá)到了我們的目的。第四章我們仿真了平均電流型Boost功率因數(shù)校正電路，并通過仿真更加深刻理解了它。在設(shè)計(jì)研究和論文寫作過程中，鄭老師都對我提出了許多中肯的意見，使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文整理工作對我這篇論文的完成起了很大的作用，十分感謝鄭老師。有源功率因數(shù)校正技術(shù)正是抑制諧波電流，提高用電效率的一項(xiàng)有力措施。如何抑制這些諧波，改善供電質(zhì)量已成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。隨著開關(guān)電源的廣泛應(yīng)用，開關(guān)電源PFC集成控制器顯示出強(qiáng)大的生命力，它具有集成度高、外圍電路簡單和性能指標(biāo)優(yōu)良等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為開發(fā)各類開關(guān)電源及開關(guān)電源模塊的優(yōu)選集成電路。開關(guān)電源已成為電網(wǎng)最主要的諧波源之一。研究的步驟分三步：一、了解功率因數(shù)校正的基本原理型PFC電路的控制策略；二、掌握Boost型功率因數(shù)校正電路的工作原理及其典型控制策略；三、仿真分析平均電流型Boost功率因數(shù)校正電路。它在傳統(tǒng)的整流電路中加入有源開關(guān)，通過控制有源開關(guān)的通、斷來強(qiáng)迫輸入電流跟隨輸入電壓變化，從而獲得接近正弦波的輸入電流和接近1的功率因數(shù)。開關(guān)電源多數(shù)是通過整流器與電力網(wǎng)相接,傳統(tǒng)的整流器是由二極管或晶閘管組成的一個(gè)非線性電路,在電網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生大量的電流諧波和無功功率而污染電網(wǎng),成為電力公害。開關(guān)電源功率因數(shù)校正（Power Factor Correction，PFC）集成控制電路自20世紀(jì)90年代問世以來，引起了國內(nèi)外電源界的普遍關(guān)注，現(xiàn)已成為最具發(fā)展前景和影響力的一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品。電力電子裝置的大量應(yīng)用給電力系統(tǒng)注入了越來越多的諧波，使系統(tǒng)的率因數(shù)降低，造成電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，干擾周圍電氣設(shè)備正常運(yùn)行。感謝我的父母，是他們在我背后默默的支持著我，沒有他們，就沒有我的今天。參考文獻(xiàn)1 鄭穎楠. 2 王兆安, （第四版）.機(jī)械工業(yè)出版社，20043 侯云海,薛鵬,王輝,盧秀和. 新式電感型非線性阻抗變換整流電路. 通信電源技術(shù), 2004年6月25日第21卷第3期4 魏艷君. 電力電子電路仿真, 燕山大學(xué) 5 劉跟平、湯永德、王國君、侯云海. 基于電感非線性阻抗變換的一種（自然科學(xué)版）, 2008年7月第28期增刊 6 路秋生. ，7 盧秀和、白羽、候云海、韓順杰. 非線性阻抗變換式斬波電路. 通信電源技術(shù)， 2003年12月第6期8 侯云海，盧秀和，林潔瓊. 一種新型高效斬波電路. 長春理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2003年12月第26卷第4期9 William shepherd,li zhang .powerconverter ，10 張占松，蔡宣三. 開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)[M] .北京電子工業(yè)出社,1999.11 Zheren Lai，Keyue ．A New Extension of OneCycle Control and Its Application toSwitching Power Amplifiers IEEE RANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS，199612 劉建霞，王 芳，設(shè)計(jì). 中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2008年第29卷第5期 (總第121期)14 盧秀和,侯云海,白羽,張裊娜. 新式電容型非線性阻抗變換整流電路. 通信電源技術(shù)，2004年2月25日第21卷第1期15 鐘家楨，董平，戈素真. 一種負(fù)阻抗變換器的特性研究及其應(yīng)用. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1996年第4期第25卷16 . 吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2007第2期總第80期17 Steven M. Sandler著．開關(guān)電源仿真：Pspice和SPICE 3應(yīng)用．人民郵電出版社，2007.18 Josep M．Guerrero,Luis Garcia de Vicuna，Janme Miret，Jose Matas．Integral Control Technique for Onephase UPS Inverter．IEEE，200219 百度搜索資料：ORCAD PSPICE教程章及標(biāo)題 致謝本設(shè)計(jì)是在漆漢宏老師的指導(dǎo)下完成的。功率因數(shù)校正電路分為有源和無源功率因數(shù)校正電路，通過分析有源和無源的優(yōu)缺點(diǎn)，我們選擇了有源率因數(shù)校正電路。本章首先設(shè)計(jì)了一個(gè)Boost型功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，包括主電路元件參數(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)算及選擇，并且對該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，其結(jié)果表明設(shè)計(jì)的正確性，達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)要求。電流參考電壓增益（E2的增益）；,PER為20μs，PW=，鋸齒波為15v,R1=R2=10K,Rvf=174K,Cvf=,Rmo=Rc1=,Rcz=20K,Ccz=620pf,Ccp=62pf。根據(jù)以上模型的建立,將其更進(jìn)一步地通過電子元件來實(shí)現(xiàn),以運(yùn)算放大器和電阻電容來實(shí)現(xiàn)低通網(wǎng)絡(luò)。電壓放大器網(wǎng)絡(luò)是個(gè)負(fù)增益形式的低通網(wǎng)絡(luò),其與整流后線電壓的分壓相乘,成為主要的電流信號。圖43　電壓控制環(huán)路模型　電流控制環(huán)路部分電流控制環(huán)路部分,即輸出電感電流iL經(jīng)由采樣電阻以電壓的形式進(jìn)入電流誤差放大器的反相端,而非反相端的信號為乘除法器的輸出電流Imo乘上一電阻Rmo,如圖44所示。由開關(guān)管電壓電流波形可以看出開關(guān)管基本實(shí)現(xiàn)了零電壓關(guān)斷和零電流開通，這是由于無源軟開關(guān)降低了開關(guān)的電流變化率及電壓變換率。 （4—27） （4—28）②反饋電阻Rcz:電流誤差放大器中頻段增益為Rcz/Rcl，選Rcl=RMO=，則 （4—29） ③電流環(huán)穿越頻率: （4—30）④電容Ccz:令電流誤差放大器零點(diǎn)頻率，則 （4—31）⑤電容Ccp:令電流誤差放大器極點(diǎn)頻率則 （4—32）（2）.電壓環(huán)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)①輸出紋波電壓: （4—33）②放大器的輸出紋波電壓和增益輸出紋波電壓必須衰減到電壓誤差放大器輸出所允許的紋波電壓。Dl為15v穩(wěn)壓管，防止驅(qū)動(dòng)過壓擊穿開關(guān)管。 （4—22）⑤RMO的選擇:乘法器的輸出電流IMO不能大于2IAC。當(dāng)輸入在低電網(wǎng)線電壓時(shí)。(1)峰值電流過載值: 選 （4—10） (2)檢測電壓過載值: （4—11）(3)分壓電阻: （4—12）3 乘法器的設(shè)置（1）.前饋分壓電路隨著輸入電壓有效值URMS的增加，系統(tǒng)增益按照URMS的平方增加，這將使電壓環(huán)的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。這一結(jié)果的實(shí)現(xiàn)是靠PWM開關(guān)電路來完成的，電流誤差放大器的輸出電壓與三角波電壓在PWM比較器中比較后產(chǎn)生PWM觸發(fā)脈沖，驅(qū)動(dòng)MOSFET，脈寬調(diào)制的高頻開關(guān)電流在升壓電感L的作用下全周期向負(fù)載提供能量。在電流調(diào)節(jié)器的作用下，輸入電流跟蹤輸入電壓呈正弦波形，且與輸入電壓同相。它內(nèi)部包含有電壓誤差放大器、模擬乘法器/除法器、電流誤差放大器、恒頻脈寬調(diào)制器 (PWM)?？刂菩酒x用成本較低、校正效果明顯的UC3854控制器。VDVDVD3的耐壓可按Uo和Uo波動(dòng)量的和來計(jì)算。 Cr、Cs、Lr及VDVDVD3Cs的值一般小于10nf,而Cr的值是Cs的20倍以上。流過輸出電容器的總電流是開關(guān)頻率紋波電流的有效值和線路電流的二次諧波；通常選擇壽命長，低漏阻、能耐較大紋波電流，且工作范圍較寬的鋁電解電容，并且耐壓的選擇應(yīng)留有充分余量，以避免超負(fù)荷工作。 主電路參數(shù)設(shè)置本題目的技術(shù)指標(biāo)：（1）額定輸出功率Po：1000W（2）交流輸入電壓范圍：160V AC～264V AC（3）電網(wǎng)頻率范圍：50177。 在對UC3854A的各個(gè)端子的外電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮在該芯片中有三個(gè)端子需要附加肖特基二極管來進(jìn)行保護(hù):對于16GT DRV(門極驅(qū)動(dòng)端)，需要一個(gè)額定電流為3安培的肖特基二極管來進(jìn)行保護(hù)，以避免芯片受到高頻開關(guān)器件所產(chǎn)生的寄生電感的影響。升壓PWM調(diào)節(jié)器輸出級由圖騰柱式功率MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。實(shí)際應(yīng)用中，該端接入的偏置電源的電壓應(yīng)高于17V，電流超過20mA，否則控制器將不能正常工作。在軟啟動(dòng)電容作用下，電壓調(diào)節(jié)放大器的基準(zhǔn)電壓逐步上升，PWM占空比也逐漸增大。外接軟啟動(dòng)電容。同時(shí)外接反饋網(wǎng)絡(luò)。注意在實(shí)際應(yīng)用中，不能用使能端代替升壓PWM調(diào)節(jié)器的快速關(guān)斷保護(hù)電路。為提高基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性，需在Vref和Gnd之間外接一電容。為獲得最佳控制效果，～。當(dāng)電壓誤差放大器的輸出低于1V時(shí)， ，并通過一8KΩ電阻接地。如果與REF相連的電阻阻值是整流電壓輸出端相連電阻阻值的1/4，6V的失調(diào)電壓將被完全抵消，此時(shí)線電流的交越失真最小。也是電流誤差放大器的非反響輸入端。該端電流誤差放大器的反相輸入端。需要的時(shí)候，電流誤差放大器的輸出信號可以接近地電位，以實(shí)現(xiàn)零占空比。PKLMT引腳的閥值電壓為0。另外由于該端還與振蕩器定時(shí)電容相連構(gòu)成放電回路，因此該端與定時(shí)電容之間的引線應(yīng)盡可能短?；鶞?zhǔn)電源（REF）：該基準(zhǔn)電壓受欠壓封鎖比較器和使能比較器控制，當(dāng)這兩個(gè)比較器都輸出高電平時(shí)。振蕩器（OSC）：振蕩器的振蕩頻率由14腳和12腳外接電容和電阻決定，只有建立基準(zhǔn)電壓后，振蕩器才開始震蕩。乘法器（MUL）：乘法器輸入信號除了誤差電壓外，還有與已整流交流電壓成正比的電流 (B端)和前饋電壓。當(dāng)電源電壓低于1V時(shí)，基準(zhǔn)電壓中斷，振蕩器停振，輸出級被鎖死。 UC3854A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)UC3854芯片集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖35所示，它為電源提供有源功率因數(shù)校正，還按正弦的電網(wǎng)電壓來鉗制非正弦的電流變化，能最佳的利用供電電流使電網(wǎng)電流失真最小。（6）乘法器/除法器性能進(jìn)一步提高。（2）寬限輸入，線電壓前饋調(diào)整，線電流畸變小于3%。電流有效值小，EMI小3 輸入電流失真小滯環(huán)電流控制法的主要不足是：1 非恒頻控制，對噪聲較敏感 UC3854A簡介UC3854A是一種高功率因數(shù)校正器(或稱預(yù)調(diào)器)集成控制電路芯片。這種控制方式與上述兩種控制系統(tǒng)的區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)電流和開關(guān)控制的電路由一個(gè)比例放大器和一個(gè)滯環(huán)比較器實(shí)現(xiàn)。相比之下補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的加入相對容易些。由積分的平均作用實(shí)現(xiàn)了對開關(guān)占空比的調(diào)節(jié)，使電流實(shí)現(xiàn)了平均值控制。電流有效值小，EMI小3 控制易于實(shí)現(xiàn)4 可實(shí)現(xiàn)快速電流保護(hù)，由于開關(guān)電流的峰值就是電感電流的峰值，故可以用開關(guān)電