基于.UC3854的BOOST电路PFC变换器的设计说明

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1、--..--基于UC3854的BOOST电路PFC变换器的设计1.设计指标输入电压:200VAC~250VAC输入频率:50Hz输出直流电压:400V输出功率:500W功率因数:>98%输入电流THD:<5%2.开关频率综合考虑效率和变换器体积,选取开关频率为100KHz。原理图word可编辑.--..--1.电感电感值大小决定了输入端高频纹波电流总量,可以根据计算出的电流纹波总量ΔI来选择电感值。电感值的确定从输入正弦电流的峰值开始,而最大的峰值电流出现在最小电网电压的峰值处:由上式可知,此时的最大峰值电流

2、为3.54A。通常选择电感中的峰-峰值纹波电流为最大峰值电流的20%左右,故有ΔI=707mA。电感值根据最低输入电压时半个正弦波顶部的峰点的电流来选择,此时根据此处电压和开关频率的占空比来选择:由上式可得L=1.17mH,取L=1.2mH。2.输出电容涉及输出电容的选择因数有开关频率纹波电流、2次纹波电流、直流输出电压、输出纹波电压和维持时间等。在本例中,电容的选择主要考虑维持时间。维持时间是在电源关闭以后,输出电压任然能保持在规定范围内的时间长度,去典型值为15~50ms。可根据以下公式确定(能量守恒):

3、式中,取Δt=64ms,Vo(min)=300V。,可得Co=914uF,可以选取915uF的电解电容。3.电感电流检测word可编辑.--..--采用在变换器到地之间使用一检测电阻。一般选择压降为1V左右的检测电阻,此处选择0.25Ω的电阻作为RS,在最坏的情况下(峰值电流达到原值1.25倍),4.4A的峰值电流将会产生最大1.1V的压降。1.峰值电流限制UC3854的峰值限制功能,在电感电流的瞬时值电流超过最大值,即2管脚低于低电平时被激活,将开关断开。电流限制值有基准电压初一电流检测电阻的分压来设置:式

4、中,RPK1和RPK2是分压电阻;VREF值为7.5V;VRS是检测电阻RS上的电压值。通过RPK2的电流大约为1mA,由上可知峰值电流限制在4.4A,RPK1取10kΩ,RPK2取1.5kΩ。2.前馈电压信号VFF是输入到平方器电路的电压,UC3854平方器电路通常在1.4V~4.5V的范围内工作。UC3854内有一个钳位电路,即使输入超过该值,都将前馈电压的有效值限制在4.5前馈输入电压分压器有3个电阻RFF1、RFF2、RFF3,及两个电容CFF1、CFF2。因此它能进行两级滤波并提供分压输出。分压器和

5、电容形成一个二阶低通滤波器,所以其直流输出是和正弦半波的平均值成正比。前馈电压VFF分压器有两个直流条件需要满足。在高输入电网电压下,前馈电压应不高于4.5V,当达到或超过此值时,前馈电压被钳制而失去前馈功能。在低输入电网电压时,应设置分压器使前馈电压等于1.414V,如果不到1.414V内部限流器将使乘法器输出保持恒定。选取分压电阻RFF1为900kΩ,RFF2为92.14kΩ,RFF3为7.86kΩ。当输入电压为AC250V的时候,直流电压平均值为225V,此时VFF为1.77V;当输入电压为AC200V

6、的时候,直流电压平均值为160V,此时VFF为1.41V。3.乘法器的设置word可编辑.--..--乘法器、除法器是功率因素校正器的核心。乘法器的输出调节电流环用以控制输入电流功率因素提高。因此此乘法器的输出是个表达输入电流的信号。与多数从输出开始到输入的设计任务不同,乘法器电路的设计必须从输入端开始。乘法器有三个输入端:调节电流端IAC(脚6)、来自输入的前馈电压端VFF(脚8)、电压误差放大输出端VVEA(脚7),乘法器的输出是电流信号Imo(脚5):式中,Km=1是常数。1.乘法器输入电流乘法器的输入

7、电流来自经RVAC的输入电压,乘法器在较高电流下有较好的线性度,但推荐的最大电流是0.6mA。在高网电压时,电网电压峰值是354V,脚6上的电压是6V,用580kΩ的电阻值得到的最大的值是0.6mA,因引脚6上的电压是6V,为使电路正常工作在输入波形VIN=0处,需要一个偏置电流。在基准电压VREF和脚6之间接一个电阻Rb1,IAC就能提供最小偏置电流。,Rb1其值取为150kΩ。2.乘法器输出电流乘法器的最大输出电流Imo出现在低电网线路输入正弦波的峰值处。0.49mA此时,VVEA为5V,VFF2为2。由

8、上可得,Imo的最大值为1.38mA。电流ISET是乘法器输出电流的另一个限制点。不能大于3.75/RSET,可得最大值RSET=2.715kΩ,因此可选2.7kΩ。word可编辑.--..--为了形成电流环的反馈回路,乘法器的输出电流Imo必须与一个正比与电感电流的电流相加,形成负反馈。接在乘法器输出和电流检测电阻的电阻Rmo执行这一功能,它使乘法器的输出端成为电感电流和基准电流的求和结点。由上式

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