单相ac-dc变换电路论文

单相ac-dc变换电路论文内容摘要：

本系统在假设变压器副边电压 2U 为标准正弦波条件下，功率 因数的计算公式为： 1122122 1212 c osc osc os   IIIUIUPF 式中： 2U 、 2I 分别为变压器副边的电压、电流有效值， 21I 为 2I 中的基 波分量， 1 为 2U 和 21I 之间的相位差。 考虑到本题的特点，为计算简单，可 以用 2U 、 2I 之间的相位差  的余弦 cos 作为功率因数。 电路设计与计算 输入电感参数的计算 根据能量守恒定律 ooinin IUPFIU   ，可知 输入电流的有效值 AI R M Sin   输入电流的峰值 AAII R M Sinpe akin __  输入纹波电流 AII r ip p ler ip p le 1 ( m a x )  纹波电压 VUV inr ip p le  其中 为电压纹波系数 通过电感的峰值电流 AIII r ipp lepe akinpe akL ( m a x)_( m a x)_  感值 mHmHfIDDULr ipp leo )()1(   为了留取一定的裕量，故选择感值 1mH，允许通过电流最大值为 10A左右的电感。 输出电容参数的计算 该电容的选择主要是满足输出电压保持时间；当要求在保持时间 (m in )/1 LINEHOL DU P ft  5 内，开关电源输出电压不低于 30V 时，则输出滤波电容容量按下式计算： uFmsWVV tPC H O L D U PO U TO U T H O L D U PO U TO U T 967 33036 222 ( m i n)_2  实际我们选择的滤波电容为： 9400uF。 整流桥的选择 通过整流桥中每个二极管的电流 AAII ripp leL 2   反向承受电压为 VVUU inR M M  我们选择金属封装的整流桥 KBPC1510 ，其正向电流最大为 15Ａ，反向耐压值为 1000Ｖ，完全满足要求。 过流保护模块 过流保护是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。 所以当 输出电流为 ，电路自动保护。 鉴于 此要求，采用 UCC28019芯片内部的封锁功能，由单片机检测过流并控制芯片引脚 ICOMP的电平，但考虑到这样的封锁对象仅仅限于 UCC28019本身，电路的输出电压依然为整流后的 25V左右的电压，依然可能存在大电流，对整个系统有很大的潜在威胁 [4]。 因 此 ，本系统在主电路中加入继电保护，当单片机检测输出过流时，将发出指令电平通过继电器来切断主回路，达到保护负载的功能。 经实际测试，当单片机再次检测输出电流正常时，释放电平，电路可重新恢复。 第三章 测试与调试 主电路调试 整个主电路模块比较清楚，有三部分：整流滤波电路， Boost升压斩波电路及控制电路。 当电路焊接好后，首先要做的就是检查电路的连接状况，看是否有短路的地方，虚焊的地方或者是接错了的地方，以及接地线是否都连接在一起了。 然后测量输入电压是否在预定的范围内，因为前级的电路是一个整流桥和一个电容滤波，输出电压通常是输入的 ～ ，具体电压值与电容值有关 [5]。 检测电路调试 检测电路采用的都是很成熟的电路，所以调试没有遇到高难度的问题，基本上是把电路焊好，接线后就会有结果，只是要稍微的调节一些元件 的参数，主要是电位器的值。 6 但观察输入电流的波形，由于谐波较多，导致波形有点失真，通过加滤波电路后，电流波形比较正常。 软件调试 与硬件相比，软件的调试稍显复杂，对输出电压采样显示来说，为了达到一定的精度，很多参数都需要校准，将采样值转换为实际的电压值时，其结果与 ADC的参考电压及硬件电路的放大比率值有直接关系，虽然参考电压的值在数据手册已经给定了但实际的参考电压与数据手册上有一定的差距，信号调理电路的放大比例也可以通过计算得到但元件的容差会使其不准确，而且这两个量是独立的没有联系，所以要在两 者之间权衡，根据多次的调试校准，获得相对准确的值。 实验测试结果 系统实验测试结果见附录 4。 第四章 结论 测试的结果显示，设计较好的完成了预期设计目标，功率因数高达 95%以上，稳定性好，并且较好的完成了功率因数的检测显示。 本设计中系统要求的实现的一个很重要的特点是采用了双闭环来提高系统的性能，一是输出电压控制环，通过反馈网络稳定输出电压；二是电流控制环，通过对输入电流的检测来实行电流波形优化。 通过这些功能简化了实际硬件电路的设计，而且能达到很好的效果。 另一个特点是采用了一 种比较简单的方 法实现了功率因数的检测，即用硬件实现波形的调理用软件实现记时与计算，因为采用了比较好的控制芯片，所以电压与电流波形的失真比较小，采用这种方法在一定的精度范围内是合理的，并具有一定的精确度。 参考文献 [1]左学杰，钟炎平，陈耀军 .基于 UCC28019的高功率因数电源设计，电源技术应用 ,2020。 [2]施保华 ， 计算机控制技术 [M]， 武汉 ： 华中科技大学出版社 ,2020。 [3]田一华 ， 王晓华 ， 鲁俊环 .单相 Boost型 APFC电路的设计及仿真研究 [J]， 佳木斯大学学报：自然科学版 ， 2020(6)。 [4]曲学 基 ， 王增福 ， 曲敬铠 ， 稳定电源实用电路选编 [M]， 北京 ： 电子工业出版社 ，2020。 [5]高吉祥 ， 全国大学生电子设计竞赛培训系列教程模拟。