2013全国电子设计竞赛ac-dc变换电路(a题)设计报告分析.doc

2013年全国大学生电子设计竞赛 （题） 20年9月日 摘 要 This system in order to Boost the Boost chopper circuit as the core, adopts PFC control chip dedicated power factor correction UCC28019 PWM waveforms, the closed-loop feedback control, so as to realize the voltage output. The experimental results show that the power supply into line voltage and load current changes in a comparatively wide scope, can maintain the stability of the high power output dc voltage, power supply ac input power factor reaches more than 89%, efficiency of 92%, has the good voltage regulation and load regulation, In addition, this system also has 2.5 A output over-current protection, the measurement and display of power factor of the output. 目 录 1系统方案 1 1.1 DC／DC变换模块的论证和选择 1 1.2 PFC控制方案的论证和选择 2 2系统理论分析与计算 2 2.1电路设计的分析 2 2.1.1主电路的分析 2 2.1.2控制电路的分析 3 2.1.3功率因数测量电路的分析 6 2.2主回路器件的选择及参数计算 6 2.3 PFC控制电路参数计算 9 3电路与程序设计 10 3.1电路的设计 10 3.1.1系统总体框图 10 3.1.2 主电路子系统框图与电路原理图 11 3.1.3 辅助电路子系统框图与电路原理图 12 3.1.4辅助电源 13 3.2程序的设计 13 3.2.1程序功能描述与设计思路 13 3.2.2程序流程图 14 4测试方案与测试结果 14 4.1测试方案 14 4.2 测试条件与仪器 15 4.3 测试结果及分析 15 4.3.1测试结果(数据) 15 4.3.2测试分析与结论 16 附录1：电路原理图 17 附录2：源程序 18 单相AC/DC变换电路（题） 1系统方案DC／DC方案：Buck型拓扑结构变换器该方案可在隔离输出端进行三倍压整流，再将直流电压通过Buck型拓扑结构进行降压变换实现。但采用Buck型变换器输入端电压偏高，驱动电路和控制电路的方案较麻烦，并且可靠性不高。 图1 Buck 电路原理图　　方案：型拓扑结构变换器它的输出电压极性与输入电压相反，但其值可以高于、等于或低于输入电压的值。其输入和输出都是连续的，经两个的补偿耦合，将输入和输出的波纹电流和电压抑制到零，但内部谐振使传递作用断续或在某些频率上削弱输入波纹抑制。在耦合和变压器隔离的结构中，由于“导通”初期的冲击耦合电流会引起输出电压反向，并且也存在稳定性问题。图电路原理图方案：Boost型拓扑结构变换器=()，通过改变PWM控制信号的占空比可以相应实现输出电压的变化。该电路采取直接直流变流的方式实现升压，电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。 图 Boost电路原理图通过以上综合分析比较，Boost型拓扑结构变换器是DC／DC变换器的理想选择。2系统理论分析与计算2.1电路设计的分析 本文设计了一个直流输出电压为36V、电流2A的高功率因数开关电源，其交流输入电压为24V，该电路包括主电路，控制电路，测量电路和保护电路四部分。从输入的交流电220V 开始，经过隔离变压器调压成交流电24V后送入全桥整流电路进行整流，再经过高频滤波电容后送给主电路，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电压、电流传感器进行采集比较送至单片机进行功率因数测量显示。保护电路是PFC芯片的过压和过流保护。 2.1.1主电路的分析 Boost变换电路由Q1、电感L1、二极管D1和输出电容C0组成，原理图如图4所示： 图4 Boost变换电路原理图 工作原