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一种高功率因数电源的设计与实现

本文摘要:1章节目录 伴随着电子器件电力技术的发展趋势,回绝电子器件元器件的供电系统开关电源更为苛刻。一般元器件供电系统全是必需从电压中获得,但因为电力网的输入电阻正圆形溶性,而很多逆变电路造成 电力网网侧輸出电压与輸出电流间不会有较小相位差,輸出电流正圆形单脉冲状,谐波电流份量很高,相当严重阻拦供电系统。据了解目前一般电力网网侧功率因数大概为0.65,因而,效率高利用电力能源,提高开关电源功率因数已势在必行。

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1章节目录  伴随着电子器件电力技术的发展趋势,回绝电子器件元器件的供电系统开关电源更为苛刻。一般元器件供电系统全是必需从电压中获得,但因为电力网的输入电阻正圆形溶性,而很多逆变电路造成 电力网网侧輸出电压与輸出电流间不会有较小相位差,輸出电流正圆形单脉冲状,谐波电流份量很高,相当严重阻拦供电系统。据了解目前一般电力网网侧功率因数大概为0.65,因而,效率高利用电力能源,提高开关电源功率因数已势在必行。

  目前功率因数校准PFC(PowerFactorCorrection)分为主动型与主动式二种。主动式PFC构造比较简单,主要是利用电感內部电流没法基因变异的基本原理调整电源电路中的电压与电流相位差,进而变化功率因数,但其构造轻便,不容易造成低頻噪音且仅次功率因数不可以在70%。主动型PFC一般为数字功放功率因数调节,可比较简单归纳为降血压型电源变压器电源电路,具有体型小,輸出电压长及其功率因数高优势,功率因数可类似100%。  2低功率因数电源设计计划方案  2.1功率因数检测  该设计方案应用相位差测量方法,即各自对变电器副边检验的电压、电流数据信号先经过比较器整形美容,随后根据推算出来得到 电压电流的相位差,再作进行余弦计算,才可得到 系统软件的功率因数。

特性阻抗尾端键入电压、电流经抽样得到 系统软件视在功率。依据P=ScosQ=S2-P2(Q答复无功负荷)推算出来开关电源的战功输出功率、无功负荷等主要参数。

该方式更非常容易作业者,并且根据等精密度法测相,可超出很高精密,进而能非常好合乎系统软件回绝。  2.2功率因数校准  该系统软件应用数字功放功率因数校准,可提升 开关电源輸出功率因数,扩大輸出电流谐波电流。

其关键搭建方法有2种:(1)二级PFC技术性,即在整流器过滤和DC/DC输出功率级中间重进数字功放PFC电源电路为外置级,作为提高功率因数和搭建DC/DC级輸出的预稳,该技术性一般作为较小输出功率键入场所;(2)单极PFC技术性,即将PFC级与DC/DC级中的元器件同用,搭建统一操控,一般来说同用器件为MOSFET。该方法设计方案与提升至关重要,仅限于于小输出功率运用于。  数字功放功率因数校准的操控方法又可依据电感器电流否到数分为均值电流型操控、CCM/DCM界限操控和电流箝位操控方式。

在其中CCM/DCM界限操控BoostPFC是一种缓慢控制系统,其低限为正弦交流电标准电流,由键入检验数据信号经出现偏差的原因放缩后与輸出全波电压检验数据信号求和得到 ,限制为零。确立工作中全过程为:检验电感器电流并与正弦交流电电流标准数据信号相较为,当电感器电流超出该标准时,软启动器开关电源:当电感器电流为零则再一次通断,使电感器电流为临界值电流运行状态。

即CCM/DCM界限,可清除二极管的反向恢复耗损,大大的扩大电源总开关的非零电压通断耗损。该技术性优势是操控比较简单,用以专用型器件的外场元器件总数较少。

应用Boost电源电路的PFC,在CCM方式下輸出电流崎变小且更非常容易过滤,开关电源管的电流变形也小,能够应急处置较小的输出功率并保持较高的高效率。  这儿配搭CCM方式PFC控制板UCC28019搭建最终的功率因数校准。该器件应用软起动体制,动态性呼吁不错,结合外围电路可完成輸出欠压保护维护保养,开环增益维护保养,键入过电压维护保养,硬过流控制(SOC)和最高值电流允许等作用。系统软件键入电压由该器件VSENSE扩展槽所接分压电路电阻器两者之间內部 9V的标准规定。

由公式计算必得,根据调整作用力电阻器的比例搭建键入电压的数据移动式。  3系统总体设计方案  该系统软件应用MSP430F449为操控和计算关键,根据等精密度精确测量相法精确测量出有系统软件的功率因数。

功率因数校准则以UCC28019为关键,利用硬件配置电源电路组成闭环控制系统对电源电路,动态性检测键入电压、电流。单片机设计获得过电流维护保养来操控汽车继电器及其抽样和说明电压电流。利用电脑键盘随意选择各种各样作用。LCD动态性说明各作业者数据信息,工业触摸屏友好往来。

图1为系统软件总体框架图。    4系统硬件配置电路原理  4.1功率因数精确测量电源电路  变电器副边处根据电流电压互感器和电压电压互感器取样沟通交流数据信号,随后经双路比较器LM393整形美容后利用等精密度法精确测量相位差,得到 系统软件功率因数。

LM393的整形电路如图2下图。


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