UC3854 Boost型APFC电路设计

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1、基于UC3854的BoostAPFC电路设计与仿真030720134张文彬一、设计要求1、最大输出功率为Pom=250W2、输入交流典范范围UN=（80～270）V3、电网频率范围为：f=（47～65）Hz4、输出直流电压：Uo=400V5、控制电路载波频率fc=100kHz6、网测输入电流峰值INm=4.42

2、UN=80V7、网侧功率因数二、设计过程：1、电感选择：假设输入功率等于输出功率，则最大的线电流峰值：一般取最大峰值电流的20%为电感电流纹波，所以输入最小电压的峰值为Vinp=113V计

3、算得到最大占空比：D最终取D=0.718电感最终L=1mH2、选择输出电容：CoCo的典型值为每瓦特1uF到2uF之间，如果考虑维持时间，则使用如下公式：取Pout=250W，，V1=350V，则得到Co=453uF，最终取Co=450uF3、电流检测电阻，在本次设计中采用电阻检测电流，设计起来简单方便，但是在大功率的情况下，使用电阻检测法带来的损耗大，可以考虑使用比流器法。使用电阻检测法的典型压降值为1V，即Vrs=1V。先找出电流峰值：Ipk（max）计算得到Ipk（max）=4.86A，实际

4、计算参数时，取Ipk(max)=5ARs=Vrs/Ipk(max)=0.2。实际设计电路中，选取Rs=0.25故Vrs（pk）=1.25V4、设定独立的电流峰值限制，这里的Rpk1和Rpk2为分压电路的电阻。选择一个过载电流的峰值：Ipk(ovld)；Rpk1的典型值为10K。计算得到：Vrs(ovld)=1.4V根据：得到Rpk2=1.8K5、乘法电路的设定乘法电路的操作可由下述方程得知，Imo是乘法电路的输出电流，Km为1，Iac是乘法电路的输入电流，Vff是前馈电压，而Vvea是电压误差放大

5、器的输出。（1）前馈电压的分压电路：将输入电压Vin的均方根值转为整流输入电压的平均电压值。在Vin(min)时，Vff的电压值必须为1.414V，而在另一分压节点Vffc必须为7.5V。而Vin的平均值可由下述的方程求的，其中Vin(min)是交流输入电压的端的均方根值：于是得到取Rff1=910K，Rff2=91K，Rff3=20K（2）电阻Rvac的选择。找出最大输入线电压峰值Vpk(max)=Vin(max)=270V,计算得到Vpk(max)=382V乘法电路最大输入电流的在分压后为60

6、0uA因此：，计算得到Rvac=636K,在实际电路中，选取Rvac=620K（3）电阻Rb1的选择：Rb1=0.25，实际电路中选用Rb1=150K。（4）电阻Rest的选择。电流Imo不能比流经Rest上的电流大出2倍，要先找出在Vin（min）是的乘法电路的输入电流Iac，然后计算得到Rest。Iac(min)=Rest=最终算得Rest=10.5K，实际电路中选用电阻Rest=10K。（5）电阻Rmo的选择。在输入电压为最低值时，电阻Rmo两端的电压必须与电阻Rs在达到电流峰值限制时两端的

7、电压相同Rmo=，最终选取Rmo=3.9K。6、振荡频率：Ct最终求得Ct=1.25nF7、电流误差放大器的补偿。（1）在开关切换频段的放大器增益：计算电感电流下降时在检测电阻两端所造成的跨压，然后再除以开关频率，即：,计算得到这个电压必须等译Vs的峰值电压的大小值，而电压Vs是电容上的电压5.2V，因此电压误差放大器的增益可表示为：Gca=，计算得到Gca=5.2（2）回馈电阻Rcz，设计中将Rci=Rmo=3.9KRcz，计算得到Rcz=20K（3）电流回路的交越频率fci=根据计算得到fci

8、=15.7kHz（4）电容Ccz的选择。选择相位边界为45°，将零点设定在回路交越频率上Ccz=计算得到Ccz=507pF，实际电路中选取Ccz=620pF（5）电容Ccp的选择。其极点的位置必须高于fs/2。因此Ccp计算得到Ccp=79.6pF，实际电路中选取62pF。8、谐波失真预估计：输入电压所造成的谐波电压频率为三次谐波；对输出电压纹波而言，每1%的误差放大器输出的二次谐波将会造成0.5%的输入电流三次谐波，对前馈电压Vff来说，输入电压Vff的二次谐波每增加1%，输出电流的三次谐波便会

9、增加1%。在本次设计中输入电流纹波的三次谐波必须低于3%。将其中的1.5%分配给Vff输入，0.75%分配给输出纹波电压，其余的0.75%则分配给非线性因素。9、电压误差放大器补偿设计（1）输出纹波电压。输出纹波电压可由下式确定，fr为二次谐波的纹波频率。Vo（pk）=计算得到Vo(pk)=1.83V（2）放大器输出纹波电压与增益Vo(pk)为电压误差放大器输出电压所决定的纹波电压最大值。因此下面一关系式决定电压误差放大器在二次谐波频段的增益。Gva对于3854而言，Vvao=5-