單相AC-DC變換電路的研究

作者 / 肖瑞、吳趙盼，江西科技師范大學

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單相AC-DC變換電路的研究

作者 / 肖瑞、吳趙盼，江西科技師范大學

有源功率因數校正（Active Power Factor Correction ，簡稱APFC）技術因能提高電力電子裝置電網側功率因數，并且通過減少電網諧波污染的方法，提高電網供電質量。在電力電子行業中得到廣泛的應用。本系統設計采用有源功率因數校正（APFC）方法，利用UCC28019作為變換器主控制芯片，提高了電源的功率因數，并且采用MCU對整個系統進行監測，系統在設計時從布局布線和濾波等方面消除電磁干擾，能夠實現輸出電壓、電流、功率因數的測量及中文顯示功能。

APFC；AC-DC轉換；UCC28019；顯示；

引言

隨著社會經濟的發展，家用電器和工廠用電一般都是對220V交流進行直接整流獲得直流電壓。由于這種方法比較簡單、實用，因而得到普遍使用。但是該整流電路在工作時導通角小于180度，使得電路在工作時產生大量的電流諧波，導致整個電路的功率因素降低，并且該諧波一旦串擾到電網中會損害其他電器的使用。因此高功率因素整流電路得到了越來越廣泛的應用。

1. 系統硬件設計

在系統設計中采用專門的APFC芯片進行功率因素校正，使用MCU控制電路的輸出電壓值和顯示當前輸出功率大小。其電路設計框圖如圖1所示。

主電路部分采用專門的功率因素控制芯片UCC28019，它是一款8引腳的連續導電模式控制器，只需要外接少量元件就可做到PFC調整器。采用專門的PCF電路能從根本上消除諧波源。該器件具有較高的輸入范圍，可利用平均電流控制模式使輸入電流波形畸變較低，其硬件電路圖如圖2所示。

圖1 系統總體方案框架圖

圖2 UCC28019控制功率因數校正電路圖

圖3 軟件設計的流程圖

2. 系統軟件設計

系統軟件設計分為兩大部分，包括輸出檢測及顯示；功率因數檢測。設計流程如圖4所示。

3. 系統測試

■3.1 負載調整率測試

負載采用200Ω/3A 可調變阻器，用萬用表監測輸出電壓。數據如表1所示。

表1：負載調整率測試表

由上表可根據以下公式求得負載調整率：

■3.2 輸入功率因數測試

負載采用50Ω/2A可調滑線變阻器，使系統達到額定狀態，用數字式單相電參數測量儀測功率功率因數。記錄因數測試數據如表2所示。

表2：輸入功率因數測試

4. 結論

通過以上的結論可以看出。該控制電路具有良好的負載調整率和功率因素，由于該控制電路采用專門的單相APFC控制芯片，使得電路的輸入電流完全跟隨輸出電流的變化。并且輸出電壓恒定。因而在實際應用中得到了廣泛的應用。

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