資源描述：
《高功率因數(shù)電源改進(jìn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、高功率因數(shù)電源——PFCXX、XXX、XXX武漢紡織大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室2011年7月㈠、題目設(shè)計(jì)要求 （詳細(xì)設(shè)計(jì)參考請(qǐng)參見18~38面）一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)具有功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)(PFC)的整流電源，要求輸出直流電壓Uo為36V，最大負(fù)載電流為2A，負(fù)載為電阻性負(fù)載，其電路原理框圖如圖1所示。二、要求1、基本要求（1）當(dāng)電壓U2為(15～19)V，負(fù)載電流IO為(0.5～2)A時(shí)，要求輸出電壓UO穩(wěn)定在36V，其誤差的絕對(duì)值小于5%。（2）變壓器副邊電流I2的波形應(yīng)為正弦波，失真度小于5%。（3）電路功率因數(shù)大于0.95（在變壓器副邊測(cè)量）。（4
2、）輸出電路具有過流保護(hù)功能(輸出電流Io達(dá)2.5A時(shí)自動(dòng)保護(hù))。2、發(fā)揮部分（1）設(shè)計(jì)制作檢測(cè)輸出電壓和輸出電流的測(cè)量電路，其測(cè)量誤差絕對(duì)值小于2%。（2）當(dāng)U2電壓為18V，負(fù)載電流為(0.5～2)A時(shí)，能對(duì)輸出電壓UO在(30～36)V范圍內(nèi)設(shè)定，其測(cè)量誤差的絕對(duì)值小于2%。（3）設(shè)計(jì)制作功率因數(shù)測(cè)量電路，其測(cè)量誤差的絕對(duì)值小于2%。（4）其他。三、說(shuō)明1、至少使用2片TI芯片，推薦采用TI公司PFC控制芯片UCC28019。2、功率因數(shù)說(shuō)明：在假設(shè)變壓器副邊電壓U2為標(biāo)準(zhǔn)正弦波條件下，功率因數(shù)的計(jì)算公式為：式中：U2、I2分別為變壓器副
3、邊的電壓、電流有效值，I21為I2中的基波分量,?1為U2和I21之間的相位差?？紤]到本題電路的特點(diǎn)，為計(jì)算簡(jiǎn)單，可以用U2、I2之間相位差?的余弦cos?作為功率因數(shù)。3、在隔離變壓器前用自耦變壓器調(diào)整輸入電壓，用滑線變阻器模擬負(fù)載。4、為測(cè)試方便，在制作電路時(shí)，留出U2、I2、UO、IO的測(cè)試點(diǎn)。5、調(diào)試時(shí)，要防止輸出端開路或短路。6、設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測(cè)試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。㈡、高功率因數(shù)電源產(chǎn)生的背景傳統(tǒng)的AC-DC變換由交流電網(wǎng)經(jīng)整流電路采用電容濾波獲得直
4、流電壓，這種變換電路主要缺點(diǎn)有：（a）、輸入交流電壓是正弦波，但輸入的交流電流是脈沖電流，波形嚴(yán)重畸變，干擾電網(wǎng)電壓，產(chǎn)生向四周輻射和沿導(dǎo)線傳播的電磁干擾；（b）、為了得到可調(diào)的直流電壓，采用晶閘管可控整流電路，但脈動(dòng)很大，需要很大的濾波器才能得到平穩(wěn)的直流電壓。此外交流電流中含有大量的諧波電流，使電網(wǎng)中電流波形嚴(yán)重畸變，電源的輸入功率因數(shù)低，利用效率下降。㈢、提高功率因數(shù)的措施（1）、附加無(wú)源濾波器。在整流器和濾波電容之間接入一個(gè)濾波電感Lz，增加輸入端交流電流的導(dǎo)電寬度，減緩電流沖擊，減小波形畸變，從而減小電流的諧波成分。（2）、有源PF
5、C有源功率因數(shù)校正簡(jiǎn)稱APFC，主要控制輸入電流呈正弦波變化，且與輸入電壓之間的相位差盡可能接近為0，即功率因數(shù)接近為1。按照輸入電流的控制，有源功率因數(shù)校正有以下幾種方法：(a)平均電流型：工作頻率固定，輸入電流連續(xù)（CCM），該控制方式的優(yōu)點(diǎn)有：（1）恒頻控制。（2）工作在電感電流連續(xù)狀態(tài)，開關(guān)管電流有效值小、EMI濾波器體積小。（3）能抑制開關(guān)噪聲。（4）輸入電流波形失真小。（b)滯后電流型：工作頻率可變，電流達(dá)到滯后帶內(nèi)發(fā)生功率開關(guān)通與斷操作，使輸入電流上升、下降。電流波形平均值取決于電感輸入電流。(c)峰值電流型：工作頻率變化，電流
6、不連續(xù)（DCM）。(d)電壓控制型：工作頻率固定，電流不連續(xù)。㈣、方案選取無(wú)源功率因數(shù)校正電路一般最高只能達(dá)到0.9的功率因數(shù)，無(wú)法滿足題目基本部分0.95的功率因數(shù)的要求，故我們選擇有源PFC。有源PFC集成控制芯片有很多種，比如像UC3854、UC3855、UCC28019.由于UCC28019外圍電路簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，方案已經(jīng)相當(dāng)成熟，故我們采用該方案。㈤、電路參數(shù)設(shè)計(jì)UCC28019控制電路原理圖Boost主電路原理圖1.主回路器件的選擇及參數(shù)計(jì)算：主電路采用Boost主電路結(jié)構(gòu)；交流220V輸入，經(jīng)過EMI濾波，隔離變壓器選擇250W
7、、18V輸出的隔離變壓器；R1和R4電阻分壓檢測(cè)交流輸入電壓U2，Rs2取樣電阻檢測(cè)輸入電流I20，阻值取0.1歐，輸入電流接近7A；整流橋采用15A金屬封裝的整流橋；R2和R5電阻分壓檢測(cè)整流橋的輸出電壓；Rs3取樣電阻檢測(cè)電感中的流過的電流，阻值取0.04歐；R3和R6分壓檢測(cè)輸出電壓；RL1為電阻可變負(fù)載；Rs1取樣電阻檢測(cè)輸出電流，阻值取0.05歐。開關(guān)管要求工作在65KHz，在系統(tǒng)中取IRFP460,最大反向電壓可到500V，最大電流20A，導(dǎo)通電阻小，開關(guān)管上升時(shí)間為120ns.可滿足題目要求。D1二極管主要的功能是使系統(tǒng)快速啟動(dòng)
8、，系統(tǒng)中采用FR307，快恢復(fù)二極管D2取1個(gè)MUR3060雙管并聯(lián)使用，需要加散熱裝置。2.PFC控制電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算：PFC控制電路采用TI公司的專用PFC芯
