单相ac-dc变换电路论文

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1、摘要系统以UCC28019为控制核心，实现有源功率因数校正，在控制方法上采用了平均电流控制策略，通过对BOOST主电路拓扑结构的升压电路的输入电流进行控制，使其达到与输入电压同频且相位差为0，功率因数接近于1，从而实现输出电压稳定在36V，最大输出电流为2A的高功率因数电源。采用UCC28019作为控制器，提高了电源的功率因数，具有良好的电压调整率和负载调整率，输入电流波形失真度小。关键字：UCC28019，PFC，BOOST电路目录第一章系统方案21.1系统总体方案设计21.2方案设计与论证2第二章系统综合设计32.1系统总体流程32.2系统软件设计32.3系统硬件设计32.

2、3.1总体设计32.4电路设计与计算42.4.1输入电感参数的计算42.4.2输出电容参数的计算42.4.3整流桥的选择52.5过流保护模块5第三章测试与调试53.1主电路调试53.2 检测电路调试53.2.1软件调试63.2.2实验测试结果6第四章结论6参考文献614第一章系统方案1.1系统总体方案设计本系统采用STM32单片机为检测控制核心，对整个系统进行监测，可测量输出电压、输出电流、功率因数以及可实现输出电压自动设置等功能。主电路为Boost电路，由PFC芯片ucc28019控制开关管导通关断，经过Boost电路升压后电压变为36V。控制电路和测量电路包括PFC控制电路

3、和单片机测量控制电路，PFC控制电路由专用PFC芯片组成，单片机测量控制电路主要是输出侧通过电阻分压并用AD进行采集送至单片机进行电压测量显示，同样通过采集采样电阻电压进行电流测量显示。保护电路由PFC芯片的过压和过流保护，以及AD检测输出电流的大小，过流则关断单片机控制继电器。1.2方案设计与论证方案一：采用DSP+BOOST实现该方案的控制方法为数字控制，即采用DSP通过编程控制完成系统的功率因数校正，DSP时刻检测输入电压、输入电流以及输出电压的值，在程序中经过一定的算法后输出PWM控制信号，经过隔离和驱动控制开关管，从而提高输入端的功率因数[1]。方案二：采用BOOST

4、+UC3854实现。该方案的控制方法为模拟控制方法。UC3854是一种工作于平均电流的的升压型有源功率因数校正电路，它的峰值开关电流近似等于输入电流，是目前较为广泛使用的APFC电路。该方案所实现的PFC电路，要调节UC3854的电压放大器，电流放大器和乘法器。方案三：采用BOOST+UCC28019实现该方案的控制方法与方案二相同都是模拟控制方法。UCC28019是TI公司新近推出的一种功率因数校正芯片，该芯片采用平均电流模式对功率因数进行校正，使输入电流的跟踪误差产生的畸变小于1％，实现了接近于l的功率因数。UCC28019组成的PFC电路,只调节一个放大器的补偿网络即可。

5、首先，我们经过分析得出采用数字控制方法的优点是通过软件调整控制参数，使系统调试方便，减少了元器件的数量，减少材料和装配的成本，而且可减小干扰。缺点是软件编程困难，采样算法复杂，计算量大，难以达到很高的采样频率，此外还要注意控制器和主电路的隔离和驱动。而采用模拟控制方法的优点是，使用专用IC芯片，简单直接，无需软件编程。缺点是电路调试麻烦，易受噪声干扰。然后，我们考虑到本组人员的知识和能力的有限，采用数字控制来实现很困难，且模拟PFC控制是当前的工业选择，技术成熟，成本低，使用方便[2]。所以我们排除了对方案一的选用。最后，比较方案二和方案三，发现方案三的设计步骤减少了几步，相对

6、来说简单易行，而且实验结果证明该方案完全达到题目的要求。综上所述，选用方案三。系统控制原理框图如图1-1所示。14~220V自耦变压器~18VUCC2801936V交流输入整流电路BOOST电路电阻负载PFC控制电路图1-1UCC28019控制系统框图第二章系统综合设计2.1系统总体流程软件控制功率因数测量电路的工作，以及对输出电压、电流的实时采样与显示，还包括在数字设定时通过计算后确定D/A转换器输出参考电压。当检测到输出电流大于2.5A时，控制继电器的关断和电路的复位[3]。其设计流程图见附录图2.1所示。2.2系统软件设计本系统的软件设计采用STM32单片机进行编程，从而

7、实现各模块的功能，主程序主要是控制电路的选择、各参数的检测与控制。单片机所要处理的工作主要分为两个部分，其一：基本工作。包括LCD显示，键盘扫描等；其二：核心处理工作。ADS1286将值采集到单片机后，单片机根据所采集到值分析判断，将其转换为模拟量送到液晶显示模块，显示功率因素等相关参数的值。软件流程图设计见附录图1所示。2.3系统硬件设计2.3.1总体设计根据设计要求，可确定系统主要构造为：主电路，控制电路，测量电路和保护电路四部分。其总体结构框图见附录2，从输入的交流电压220V开始，经