单相AC-DC变换电路的研究

作者 / 肖瑞、吴赵盼，江西科技师范大学



单相AC-DC变换电路的研究

作者 / 肖瑞、吴赵盼，江西科技师范大学

有源功率因数校正（Active Power Factor Correction ，简称APFC）技术因能提高电力电子装置电网侧功率因数，并且通过减少电网谐波污染的方法，提高电网供电质量。在电力电子行业中得到广泛的应用。本系统设计采用有源功率因数校正（APFC）方法，利用UCC28019作为变换器主控制芯片，提高了电源的功率因数，并且采用MCU对整个系统进行监测，系统在设计时从布局布线和滤波等方面消除电磁干扰，能够实现输出电压、电流、功率因数的测量及中文显示功能。

APFC；AC-DC转换；UCC28019；显示；

引言

随着社会经济的发展，家用电器和工厂用电一般都是对220V交流进行直接整流获得直流电压。由于这种方法比较简单、实用，因而得到普遍使用。但是该整流电路在工作时导通角小于180度，使得电路在工作时产生大量的电流谐波，导致整个电路的功率因素降低，并且该谐波一旦串扰到电网中会损害其他电器的使用。因此高功率因素整流电路得到了越来越广泛的应用。

1. 系统硬件设计

在系统设计中采用专门的APFC芯片进行功率因素校正，使用MCU控制电路的输出电压值和显示当前输出功率大小。其电路设计框图如图1所示。

主电路部分采用专门的功率因素控制芯片UCC28019，它是一款8引脚的连续导电模式控制器，只需要外接少量元件就可做到PFC调整器。采用专门的PCF电路能从根本上消除谐波源。该器件具有较高的输入范围，可利用平均电流控制模式使输入电流波形畸变较低，其硬件电路图如图2所示。

图1 系统总体方案框架图

图2 UCC28019控制功率因数校正电路图

图3 软件设计的流程图

2. 系统软件设计

系统软件设计分为两大部分，包括输出检测及显示；功率因数检测。设计流程如图4所示。

3. 系统测试

■3.1 负载调整率测试

负载采用200Ω/3A 可调变阻器，用万用表监测输出电压。数据如表1所示。

表1：负载调整率测试表

由上表可根据以下公式求得负载调整率：

■3.2 输入功率因数测试

负载采用50Ω/2A可调滑线变阻器，使系统达到额定状态，用数字式单相电参数测量仪测功率功率因数。记录因数测试数据如表2所示。

表2：输入功率因数测试

4. 结论

通过以上的结论可以看出。该控制电路具有良好的负载调整率和功率因素，由于该控制电路采用专门的单相APFC控制芯片，使得电路的输入电流完全跟随输出电流的变化。并且输出电压恒定。因而在实际应用中得到了广泛的应用。

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