UCC28019的高效率APFC电路设计
提纲：
1. 概述UCC28019高效率APFC电路设计的背景和意义
2. UCC28019高效率APFC电路设计的原理和构成
3. 设计UCC28019高效率APFC电路需要考虑的因素
4. 如何优化UCC28019高效率APFC电路的设计
5. UCC28019高效率APFC电路实际应用案例分析
一、概述：
UCC28019是一种高效率较正系数功率因素校正电路（APFC）设计方案，其应用于照明、通信、电视机、音响设备等消费电子中是很常见的。UCC28019电路具有高效率、高功因节约能源、减少电网污染和延长电器寿命的优点，所以它在目前的能源环保形势下得到广泛应用。
二、UCC28019高效率APFC电路设计的原理和构成：
UCC28019电路主要由交流电源、桥式整流电路、降压和平滑
电容、APFC控制电路、计算机芯片和开关电源等组成，其作
用是将非正弦交流电源转换为直流电源，并有效地提高功率因数，减少谐波污染。
三、设计UCC28019高效率APFC电路需要考虑的因素：
1. 根据负载要求选择合适的电源；
2. 根据负载要求选择合适的桥式整流器；
3. 根据负载要求选择合适的降压电容和平滑电容；
4. 选择合适的APFC控制电路、计算机芯片和开关电源；
5. 设计合理的PCB布局和散热措施。
四、如何优化UCC28019高效率APFC电路的设计：
1. 优化电源的质量，确保电源稳定可靠；
2. 优化电路的布局和散热措施，提高电路的效率和寿命；
3. 优化降压和平滑电容的参数，提高功率因数和直流电压质量；
4. 优化APFC控制电路的参数，提高控制精度和稳定性；
5. 优化硬件电路和软件设计，提高整个电路的性能和可靠性。
五、UCC28019高效率APFC电路实际应用案例分析：
1. 基于UCC28019的智能LED路灯控制系统设计；
2. 基于UCC28019的高效率LED驱动电路设计；
3. 基于UCC28019的高效率LED电流稳定化电路设计；
4. 基于UCC28019的高效率PFC电路设计；
5. 基于UCC28019的太阳能光伏电站设计。
以上五个案例分别是UCC28019电路在智能路灯、LED驱动、LED电流稳定化、PFC和太阳能光伏电站等领域应用主要案例，它们的应用效果各有不同，但都是基于UCC28019高效
率APFC电路设计的典型应用案例。其中智能LED路灯控制
系统设计是一种直接使用UCC28019芯片完成电路控制和调
节的方案；高效率LED驱动电路设计和高效率LED电流稳定
化电路设计是一种集成了UCC28019芯片的LED光源电路设计方案；高效率PFC电路设计是一种将UCC28019芯片应用在较正系数功率因素校正电路（APFC）的设计方案，以提高电路的能量利用率。太阳能光伏电站设计是一种将UCC28019芯片应用在太阳能发电系统控制和调节的方案，它的主要作用是提高电站的效率和稳定性，减少噪声和谐波污染。
UCC28019的高效率APFC电路设计 提纲： 1. 概述UCC28019高效率APFC电路设计的背景和意义 2. UCC28019高效率APFC电路设计的原理和构成 3. 设计UCC28019高效率APFC电路需要考虑的因素 4. 如何优化UCC28019高效率APFC电路的设计 5. UCC28019高效率APFC电路实际应用案例分析 一、概述： UCC28019是一种高效率较正系数功率因素校正电路（APFC）设计方案，其应用于照明、通信、电视机、音响设备等消费电子中是很常见的。UCC28019电路具有高效率、高功因节约能源、减少电网污染和延长电器寿命的优点，所以它在目前的能源环保形势下得到广泛应用。 二、UCC28019高效率APFC电路设计的原理和构成： UCC28019电路主要由交流电源、桥式整流电路、降压和平滑 电容、APFC控制电路、计算机芯片和开关电源等组成，其作 用是将非正弦交流电源转换为直流电源，并有效地提高功率因数，减少谐波污染。 三、设计UCC28019高效率APFC电路需要考虑的因素： 1. 根据负载要求选择合适的电源；
2. 根据负载要求选择合适的桥式整流器； 3. 根据负载要求选择合适的降压电容和平滑电容； 4. 选择合适的APFC控制电路、计算机芯片和开关电源； 5. 设计合理的PCB布局和散热措施。 四、如何优化UCC28019高效率APFC电路的设计： 1. 优化电源的质量，确保电源稳定可靠； 2. 优化电路的布局和散热措施，提高电路的效率和寿命； 3. 优化降压和平滑电容的参数，提高功率因数和直流电压质量； 4. 优化APFC控制电路的参数，提高控制精度和稳定性； 5. 优化硬件电路和软件设计，提高整个电路的性能和可靠性。 五、UCC28019高效率APFC电路实际应用案例分析： 1. 基于UCC28019的智能LED路灯控制系统设计； 2. 基于UCC28019的高效率LED驱动电路设计； 3. 基于UCC28019的高效率LED电流稳定化电路设计； 4. 基于UCC28019的高效率PFC电路设计； 5. 基于UCC28019的太阳能光伏电站设计。 以上五个案例分别是UCC28019电路在智能路灯、LED驱动、LED电流稳定化、PFC和太阳能光伏电站等领域应用主要案例，它们的应用效果各有不同，但都是基于UCC28019高效 率APFC电路设计的典型应用案例。其中智能LED路灯控制 系统设计是一种直接使用UCC28019芯片完成电路控制和调 节的方案；高效率LED驱动电路设计和高效率LED电流稳定
功率因数校正方案 方案一：采用数字控制 方案：采用MCU （微控制单元）或DSP（数字信号处理）通过编程控制完成系统的功率因数校正。，MCU 时刻检测输入电压、输入电流以及输出电压的值，在程序中经过一定的算法后输出PWM 控制信号，经过隔离和驱动控制开关管，从而提高输入端的功率因数。采用数字控制的优点是通过软件调整控制参数，使系统调试方便，减少了元器件的数量。缺点是软件编程困难，采样算法复杂，计算量大，难以达到很高的采样频率，此外还要注意控制器和主电路的隔离和驱动。 方案二：采用模拟控制 方案：采用专用PFC（功率因数校正）控制芯片来完成系统功率因数的校正。整流后的线电压与误差放大器处理的输出电压相乘，建立电流的参考信号，该参考信号就具有输入电压的波形，同时也具有输出电压的平均幅值。因此在电流反馈信号的作用下，误差放大器控制的PWM 信号基本变化规律是成正弦规律变化的，于是得到一个正弦变化的平均电流，其相位与输入电压相同，达到功率因数校正的目的。该方案的优点是，使用专用IC 芯片，简单直接，无需软件编程。缺点是电路调试麻烦，易受噪声干扰。模拟PFC 控制是当前的工业选择，且技术成熟，成本低，使用方便。通过比较，系统选用方案二，采用TI 公司专用PFC 控制芯片UCC28019 来完成功率因数的校正。 方案一：LC校正电路根据电感电流不能突变的原理，整流后采用LCC滤波电路,可在一定程度上提高功率因素PF，一般可达0.8～0.9。优点是电路简单、可靠性高、成本低、EMI（电磁干扰）小；缺点是体积大、重量重，电感损耗较大，PF很难接近1。 方案二：填谷式PF校正电路使用电容C1～C2及二极管D5～D7构成填谷式滤波电路，扩展了整流二极管电流波形导通角θ，二极管D6后可串联浪涌电流限制电阻R，可将PF提高到0.8～0.9之间。该电路优点：体积略小于LC校正电路，可靠性高，EMI小，PF也容易达到0.85以上；缺点是输出功率小，只能用在输出功率小于25W的AC-DC变换器中，损耗相对较大，输入电压允许变化范围小，一般不超过15%。电路原理图如图2.1所示。 2.1 填谷式电路 方案三：有源功率因素校正(APFC)电路在整流器与负载之间插入具有特定功能的DC-DC变换器，使输入电流波形尽可能接近正弦波，构成有源功率因素校正电路（APFC）。该技术优点是：电路体积小，校正后的PF接近1；输入电压变化范围大，目前支持全电压范围(90V～265V)的APFC电路技术非常成熟、应用也很普及，因此在输出功率为20W～300W的AC-DC 变换器中使用APFC电路来改善电流波形THD（总谐波失真）参数较为合适。缺点是：该电
2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC/DC变换电路（A题） 2013年9月7日
摘要 本系统以Boost升压斩波电路为核心，采用PFC功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形，进行闭环反馈控制，从而实现稳压输出。实验结果表明：电源进线的交流电压和负载电流在比较宽的范围内变化时，电源输出直流电压能够保持较高的稳定性，电源交流输入功率因数达到89%，效率达到92%，具有良好的电压调整率和负载调整率，此外，本系统还具有输出2.5A过流保护，输出功率因数的测量与显示功能。 关键词：开关电源UCC28019 Boost电路功率因数校正 【Abstract】 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.
输出功率P W =350，输出电压o U V =390，因此输出电流o I 0.9A ?350=390 输入电压最小值i U V (min)=85，系统效率为0.92，功率因数为0.99，因此输入电流为i 350I = 4.52A 85*0.92*0.99=，峰值电 流p e a k i I *I 6.39A ==，平均电流 (p e a k )a v g 2I I = 4.07A π =，纹波电流ripple ripple peak I =I *I 20%*6.39 1.28A ?==， 最大纹波电压为 ripple(max)ripple i i U U *U _)7.21rectified V =?===(min)(min)， 因此输入滤波电容为ripple ripple(max) I 1.280.3418**U 8*65*7.21sw F f K μ===in C 电感峰值电流为ripple peak I 1.28I 6.397.0322A =+ =+=L_peak I ， 电感感值为o ripple U *(1)390*0.5*0.5L 1.17*I 65*1.28 sw D D mH f K -≥==(min)， 电流采样电阻为soc U 0.660.075*1.257.03*1.25sense R = ==ΩL_peak I ， 输出滤波电容为2222o (min)2**2*350*21.28(min)240U 390300 o holdup holdup P t W ms Cout F U μ≥==--， 基准电压为5V ，因此输出电压分压电阻分别为：2o 12U * 5R V R R =+，取1R =1M ，则213.04K R = 输入电压分压电阻分别为： ()_(max)U 0.95 1.6R 15AC on enable th V U A μ----==bridge 1vins I =6.9M 因此2*R R U = 100K =
单相AC-DC变换电路 摘要：本系统是一高功率因数单相AC-DC变换电路，以C8051F020为控制核心，采用非隔离式Boost电路作为主电路，同时采用有源PFC集成控制芯片UCC28019产生PWM波形，进行闭环反馈控制，从而将功率因素提高到98%以上，且能够根据设定自动调整功率因数。在一定条件下，本系统AC-DC变换电路效率不低于85%，电压调整率与负载调整率均小于1%。此外，本系统还具有输出2.5A过流保护功能。本系统基本满足了的基本要求和扩展要求，所设计的系统是一个理想的单相AC-DC变换电路。 关键词：AC-DC变换电路，C8051F020，有源PFC，UCC28019 一、方案论证 1.1方案1 为了提高电路的功率因数，可以附加无源滤波器。在整流器和滤波电容之间
接入一个滤波电感L，增加输入端交流电流的导电宽度，减缓电流冲击，减小波形畸变，从而减小电流的谐波成分，达到提高功率因数的目的。 1.2方案2 有源功率因数校正简称PFC，控制输入电流呈正弦波变化，且与输入电压之间的相位差尽可能接近为0，即功率因数接近为1。UCC28019是一款8引脚的连续导电模式（CCM）控制器，能以极小的谐波失真获得接近单位功率因数的水平，非常适用于低成本的PFC应用。该器件具有宽泛的通用输入范围，适用于100W 至2KW以上的功率因数变换器。有源功率因数校正控制器UCC28019使用Boost 拓补结构，工作于电流连续导电模式。欠压锁定期间的启动电流低于200uA。该芯片不需要检测电网电压，利用平均电流控制模式可以实现输入电流较低的波形畸变，大大减少了元器件数量。该控制器具有许多系统级的保护功能，主要包括峰值电流限制，软过电流保护，开环检测，输入掉电保护，输出过压、欠压保护，过载保护，软启动等。 1.3方案论证与选定 方案一：无源功率因数校正电路一般最高只能达到0.9的功率因数，无法满足题目所要求的0.98的功率因数条件。 方案二：UCC28019为有源功率因数校正芯片，该芯片采用平均电流模式对功率因数进行校正，该芯片不需要检测电网电压，利用平均电流控制模式可以实现输入电流较低的波形畸变，大大减少了元器件数量，使输入电流的跟踪误差产生的畸变小于1%，实现了接近于1的功率因数。简单的外围电路网络非常便于对电压环和电流环进行灵活的补偿设计，该芯片满足题目要求。 综上所述，我们选择方案二。 二、理论分析与计算 2.1提高效率方法 （1）整流管我们选用IN5822，其导通压降小，正常工作时所需功率低，可以较好的减少功率损耗。 （2）我们选择管压降较小的IRF3710MOS管，其正常工作时开关损耗较小，可以有效降低功率损耗。 （3）电感我们选择用两个铁芯进行缠绕，可有效避免其磁路饱和而发热，这样可以有效降低功率损耗。 2.2功率因数调整方法 UCC28019为有源功率因数校正芯片，该芯片采用平均电流模式对功率因数进行校正，能以极小的谐波失真获得接近单位功率因数的水平，非常适用于低成本的PFC应用。该校正芯片的控制方式优点有：（1）恒频控制。（2）工作在电感电流连续状态，开关管电流有效值小、EMI滤波器体积小。（3）能抑制开关噪声。（4）输入电流波形失真小。从而使输入电流的跟踪误差产生的畸变小于1%，实现了接近于1的功率因数，满足题目要求。 1
2 系统设计 2、 1 Boost 升压电感的设计 要想设计出性能优良的PFC 电路,除了IC外围电路各元件值选择合理外,还需特别认真选择Boost 升压储能电感器。它的磁性材料不同,对PFC 电路的性能影响很大,甚至该电感器的接法不同,且会明显地影响电流波形;另外,驱动电路的激励脉冲波形上升沿与下降沿的滞后或振荡,都会影响主功率开关管的最佳工作状态。当增大输出功率到某个阶段时,还会出现输入电流波形发生畸变甚至出现死区等现象。因此,在PFC 电路的设计中,合理选择Boost PFC 升压电感器的磁心与绕制电感量就是非常重要的。电感值的计算以低输入电压Uin(peak) 与对应的最大占空比Dmax时保证电感电流连续为依据,计算公式为: 式中Uin(peak)———低输入交流电压对应的正弦峰值电压,V Dmax———Uin(peak) 对应的最大占空比 ΔI———纹波电流值,A; 计算时,假定为纹波电流的30% fs———开关频率,Hz 占空比的计算公式为: 若输入交流电压为220 V( 最低输入电压为85 V),输出直流电压为390 V,开关频率为fs =50 kHz,输出功率Po =350 W,则可计算得到Dmax =0、78,纹波电流为1、75 A,从而求得电感值L3 =713 μH,实际电感值取为1 mH。 由于升压电感工作于电流连续模式,需要能通过较大的直流电流而不饱与,并要有一定的电感量,即所选磁性材料应具有一定的直流安匝数。 设计中,升压电感器采用4 块EE55 铁氧体磁心复合而成,其中心柱截面气隙为1、5 mm,Boost 储能电感器的绕组导线并不用常规的多股0、47 mm漆包线卷绕,而就是采用厚度为0、2mm、宽度为33 mm 的薄红铜带叠合,压紧在可插4 块EE55 磁心的塑料骨架上,再接焊锡导线引出,用多层耐高压绝缘胶带扎紧包裹。去消用薄铜带工艺绕制的Boost 储能电感,对减小高频集肤效应、改善Boost 变换器的开关调制波形、降低磁件温升均起重要作用。 2、 2 输出电容设计 直流侧输出电容具有2 个功能: (1) 滤除由于器件高频开关动作造成的直流电压的纹波;(2) 当负载发生变化时,在整流器的惯性环节延迟时间内,将直流电压的波动维持在限定范围内。 开关动作造成的纹波频率比较高,只需要较小的电容就可以满足第1 项要求。第2 项要求与负载功率变化的大小、输出直流电压、输出纹波电压与保持时间Δt 等因素有关,其中Δt 一般取为15 ～50 ms。用Δt 表达的输出电容值为: 式中Δt———保持时间,电网断电后要求电容在时间Δt 内电压不低于一定值 Uo———直流输出电压
UCC28019内部结构如图1-2所示。 图1-2UCC28019内部结构图UCC28019具体功能介绍如下： （1）系统保护系统的保护使系统工作在安全工作范围内，系统保护主要包括软启动、Vcc欠压锁定（UVLO）输人掉电保护（IBOP、输出过压保护（OVP）开环保护/待机模式（OLP/Standby）输出欠压检测（UVD）/增强动态响应（EDR）过流保护、软过流（SOC）峰值电流限制（PCL等。 （2）栅极驱动输出具有电流最优化结构，可以以很高的开关速度直接驱动 大容量MOSFET的栅极。 内部的钳位电压将MOS-FET栅极上的电压钳位于 12. 5V,外部所接的栅极驱动电阻RGATE限制了栅极驱动电路寄生电感和寄生电容的上升时间和阻尼振荡。 通常在MOSFET B极附近用一个IOk Q的电阻对地连接，消除栅极杂散电容，防止无意的dv/dt触发开通。 （3）电流环系统电流环包括电流平均放大、脉宽调制（PWM）、外部升压电感和外部电流传感电阻等环节。 从电流传感电阻检测到的负极性信号送人ISENSBI脚进行缓冲、反相放大 后，得到的正极性信号通过电流放大器（gmi ）进行平均，其输出即为ICOMP 引脚，ICOMP引脚上的电压与平均电感电流成比例，该引脚对地（GND外接一电容提供电流环路补偿并可对纹波电流进行滤波。 平均放大器的增益由VCOMP引脚内部的电压决定，该增益设置为非线性，因此可以适应全球范围内的交流输人电压。 无论芯片处于故障模式还是待机模式，ICOMP引脚均在内部接至4V电平。 脉宽调（PWM）电路将ICOMP引脚电压信号与周期性的斜坡信号比较，产生上升沿调制的输出信号，如果斜坡电压信号大于ICOMP引脚电压，贝S PWM输出为高电平，斜坡的斜率是内部VCOMP引脚电压的非线性函数。
全国大学生电子设计竟赛队员：尹星张柯卢文俊竞赛题号:（A题）
单相AC-DC变换电路（A题） （本科组） 摘要 本系统以STC12C5A60S2单片机最小系统为控制核心,辅以boost升压电路、功率因数校正电路和功率因数测量电路等组成。该设计利用IR2104驱动IRF540，单片机产PWM波控制IRF540通断，通过升降压以及反馈控制使输出电压稳定在36V.通过UCC28019实现对功率因素的校正，利用TLC372外围电路实现对功率因数的测量。该系统实现了电压的高效率转换，使电压传送损耗更小，更加节能。功率因数是评价电力设备和仪器性能的重要指标，由于电力电子装置的应用日益广泛，给当前的电网电压，电能带来了严重的质量问题。本系统采用有源功率因数校正（APFC）方法，减小了谐波失真。具有良好的电压调整率和负载调整率,输入电流波形失真度小！ 目录 1.引言 (1) 2.设计方案与论证 (1) 2-1.系统总体方案 (1) 2-2方案论证 (1)
2-2-1 升降压电路的选择 (1) 2-2-2 PFC控制电路选择 (2) 2-2-3 过流保护 (2) 3.单元模块设计 (3) 3-1功率因数校正电路 (3) 3-2功率因数测量电路 (3) 3-3主电路及参数计算 (4) 3-3-1 开关场效应管及肖特基二极管的选择 (4) 3-3-2 电感参数计算 (4) 3-3-3电容参数计算 (4) 4软件设计 (5) 5 数据测试 (6) 6系统方案结果分析与总结 (6) 7附件 (7) 附件1 系统电路图 (7) 附件2 系统实物图 (8) 附件3 部分源代码 (9)
ucc28019工作原理 UCC28019工作原理： UCC28019是一种电源管理集成电路（PMIC），被广泛应用于交流至直流 （AC-DC）电源的变换器设计中。它是一款较为简单且经济高效的控制器，旨在 实现高效能源转换。接下来，我将为您详细介绍UCC28019的工作原理。 UCC28019采用了谐振转换器（LLC）拓扑结构，即将输入交流电源信号先通 过整流、滤波等处理后，经过变换器内部的MOSFET开关进行高频切换，最后输 出直流电压。其核心工作原理如下： 1. 控制信号生成：UCC28019依赖于反馈控制机制来维持输出电压稳定。通过 采集输出电压并与参考电压进行比较，控制器内部的误差放大器会产生一个相应的误差信号。该信号被输入至比较器中，与高频锯齿波进行比较，生成PWM控制信号。 2. PWM控制：PWM信号控制着MOSFET开关的开关时间和开关频率。当输 出电压低于设定值时，PWM信号会使MOSFET开关打开，将输入电源能量传递至输出电压。而当输出电压高于设定值时，PWM信号则会使MOSFET开关关闭，以避免能量传递。 3. 谐振变换：MOSFET开关的高频切换导致交流信号在谐振电感、谐振电容和变压器之间进行能量转换。在每次切换周期中，谐振电感和电容的正反馈作用使能够在理想时刻关闭MOSFET开关。这种谐振转换方式能够提高能量转换效率，并 减少功率损耗。 总结起来，UCC28019实现功率转换的关键在于采用了谐振转换器拓扑结构， 并通过PWM控制、MOSFET开关和反馈控制，实现高效率的交流至直流能量转换。这种工作原理使得UCC28019成为一种广泛应用于AC-DC电源变换器设计的可靠 选择。
单级boost型apfc电路控制方法的研究及仿真 一、引言 随着现代电子技术的不断发展，APFC电路在电力电子领域中得到了广泛的应用。APFC电路可以有效地提高功率因数，减少谐波污染，提高系统效率。在APFC电路中，控制方法是关键问题之一。本文将重点研究单级boost型APFC电路的控制方法。 二、单级boost型APFC电路简介 单级boost型APFC电路是一种常见的APFC电路结构。其基本原理是利用开关管周期性地切换直流输入端与输出端之间的连接，使得输出端得到稳定的直流电压，并且能够实现功率因数校正。 三、控制方法 1. 控制目标 单级boost型APFC电路的控制目标是实现输出端稳定的直流电压，并且使得输入端所需的功率因数接近1。 2. 控制策略 单级boost型APFC电路通常采用开环或闭环控制策略。其中开环控制策略简单易行，但对于负载变化和输入变化较为敏感；闭环控制策略可以实现更加精确和稳定的控制效果。
3. 控制算法 单级boost型APFC电路的控制算法通常采用模拟控制或数字控制。其中模拟控制具有成本低、实现简单等优点；数字控制具有精度高、可编程性强等优点。 四、仿真结果 为了验证单级boost型APFC电路的控制方法的有效性，本文进行了仿真实验。仿真软件采用MATLAB/Simulink。仿真结果表明，采用闭环控制策略和数字控制算法的单级boost型APFC电路可以实现稳定的输出电压和接近1的功率因数。 五、结论 本文对单级boost型APFC电路的控制方法进行了研究，并且进行了仿真实验。结果表明，采用闭环控制策略和数字控制算法可以实现稳定的输出电压和接近1的功率因数。这为单级boost型APFC电路在实际应用中提供了重要参考。
500W铅酸蓄电池充电器设计与实现 随着各种电动汽车的发展，动力电池充电器的需求将越来越多。充电器质量的优劣关系到电池性能的发挥及寿命、充电器本身的智能化关系到用户的使用方便及电力系统电力计费等管理问题。不同电池，特点不同，充电策略也不相同。如将一种电池的冲电器做好了，就容易将技术向其他电池类型拓展。本选题具有实用性，对电赛方向人才培养也有针对性。 主要功能指标： ★输入电压单相50HZ 10%，电压有效值波动范围220V 20%，即有效值为176V264V; ★输出直流额定电压50V; ★输入端加功率因数校正，功率因数90 %; ★充电初期效率大于80%; ★输入电流失真度小于4%; ★充电过程分为激，快充和浮充； ★具有温度检测功能，可根据电池和环境温度改变充电策略； ★具有友好的人机界面，可对充电策略进行调整； ★散热方式：风冷。 主电路的整体框图： EMI滤波电路： C1和L1组成第一级EMI滤波 C2、C3、C4与L2组成第二级滤波。
L1，L2为共模电感 整流及功率因数校正电路： 整流桥： 流经二级管电流ID=3.55A 二极管反向电压V=373V 考虑实际工作情况故选BR601（35A/1000V）； 功率因数校正： 方案：BOOST型拓扑结构具有输出电阻低，硬件电路及控制简单，技术成熟，故选用BOOST结构； 芯片选择：TI公司的UCC28019可控制功率输出为100W2KW，功率因数可提高到0.95，符合设计要求，故此次设计选用该款芯片； 电路图 DCDC主拓扑结构： 方案选择： 在开关管承受峰值电流和电压的情况下，全桥输出功率为半桥的 两倍，并切在功率大于500W时，全桥相对于半桥更合适，故本次设 计采用全桥拓扑。 功率开关管选择： 经过整流滤波后电压最大值为373V，最大初级电流为3.5A 考虑 实际工作情况选择FQA24N50 （24A/500V/0.2） 输出整流二极管：
基于UCC28019的高功率因数电源的设计 刘青;徐赟 【摘要】The system uses TI PFC rectifier control chip UCC28019 as the control core, which constitutes the dual loop control of voltage outer loop and current loop, and the active power factor correction (PFC) is constructed. The current inner loop is to make the input current of the network side AC input current and phase of the grid voltage. The output voltage is controlled by the output DC voltage. System through the IAP15F2K61S2 microcontroller control module to achieve system power factor, output voltage, real-time measurement of current, human-computer interaction, the output flow protection and other functions. The practical tests show that the power factor of the system is higher than 0.98, and the detection error is less than 2%.%该系统采用 TI 公司专用PFC整流控 制芯片 UCC28019作为控制核心，构成电压外环和电流内环的双环控制，构建了有源功率因数校正（PFC）的高功率因数整流电源。其中，电流内环作用是使网侧交流输入电流跟踪电网电压的波形与相位；电压外环为输出直流电压控制环，外环电压调节器的输出控制内环电流调节器的增益，使输出直流电压稳定。系统通过IAP15F2K61S2单片机控制模块实现系统功率因数、输出电压、电流的实时测量、人机交互、输出过流保护等功能。实际测试表明，该系统电路中的功率因数高于0.98，检测误差绝对值小于2%。 【期刊名称】《电子测试》 【年(卷),期】2015(000)022
Boost APFC电路反馈补偿网络的优化设计 刘霞 【摘要】采用电流注入法建立了Boost APFC电路的完整的小信号模型.在此基础上求出电流环和电压环的开环传递函数,讨论了反馈补偿网络优化设计数学模型的建立和求解问题.建立的优化数学模型,其电流环以其传递函数的开环穿越频率最大为优化目标,电压环以线纹波电压增益最小为优化目标,给出一个优化设计实例,它采用遗传算法对优化模型进行求解.结果表明,优化后电流环的开关噪声抑制能力和电压环的纹渡抑制能力远远优于优化前. 【期刊名称】《现代电子技术》 【年(卷),期】2009(032)015 【总页数】4页(P184-186,190) 【关键词】功率因数校正;小信号模型;反馈补偿网络;优化设计;遗传算法 【作者】刘霞 【作者单位】西安文理学院,陕西,西安,710065 【正文语种】中文 【中图分类】TN72 0 引言 近年来，由于电网中大量非线性负载的接入以及对绿色电源的苛求，功率因数校正技术(PFC)有了长足发展。平均电流控制的Boost APFC电路以其独特的优势而逐
步被广泛采用[1]。由它的原理可知，整个APFC电路可看作是一个双环控制系统：内环为电流环，使Boost变换器的输入电流与全波整流电压波形相同；外环为电 压环，使Boost变换器输出稳定的直流电压。双环的控制均依靠开关管占空比d 的变化来实现[2]。 1 Boost APFC电路的小信号模型 采用电流注入等效电路法建立Boost APFC电路，它的完整的小信号模型如图1 所示[3]。可通过图1为依据设计电流环和电压环，并优化其参数，使变换器有良 好的动态特性和稳定性。 图1中，He(s)为电流采样传递函数[4]： (1) 式中：ωS=π/TS=πfS；QS=-2/π。 图1 Boost APFC电路完整的小信号模型 在平均电流控制[5]下，PWM比较器调制增益： )TSRS] (2) 式中：Se是外加三角波的斜率，是电感电流在电流误差放大器输出端的斜率，因为，所以调制增益可近似为： Fm=1/(SeTSRS)=1/ΔV (3) 式中：ΔV为锯齿波电压的峰-峰值。 按Vorperian的简化模型[6],功率级传递函数：
基于单片机的UPS后备式变频电源设计谢思集 摘要：UPS，即不间断电源是一种重要的电源设备，具有不间断、高品质的供电 能力，在各个行业中得到广泛使用。本文结合单片机数字控制技术，设计了一种UPS后备式变频电源，结果表明该电源输出稳定可靠，精确度高。 关键词：单片机；UPS；设计 引言 随着科学技术的不断进步以及社会的快速发展，人们对供电的质量及稳定性 提出了更高的要求。而UPS作为一种可实现不间断供电的电源设备，在各个领域 中被广泛应用，尤其在计算机系统中占据重要的地位。因此，对UPS电源的设计 展开探讨具有十分重要的意义。 1.系统设计 市电经过工频变压器降压、整流桥整流后的脉动半波电压接入由UC28019控 制芯片构成的主动式高功率因数校正器，经校正后输出20V的直流电作为系统主 电源并接入电源切换管理电路，同时12V蓄电池也接入切换管理电路。蓄电池接 电池充电管理器，在市电正常时对蓄电池进行慢脉冲充电。电源切换管理电路由LM393构成的窗口电压比较器加继电器模块实现，当市电电压在正常范围内时由 市电供电，市电电压不在正常范围内或断电时切换为电瓶供电。电源切换管理电 路输出的电压送入由TL494组成的前级推挽DC／DC变换器，得到的直流电压送 入后级正弦波桥式逆变电路中逆变，输出经低通滤波器滤波后，得到纯净的正弦波。主控MCU 负责逆变信号的产生、系统的安全监测等，起着非常重要的作用。系统整体结构如图1所示。 图1系统结构框图 2.前级DC／DC变换 2.1推挽拓扑结构 来自电瓶或市电整流滤波后的直流电压，经由推挽变换器两个开关管的轮流 导通变换，使初级两极线圈中产生方向相反的励磁电流，并在次级感应出高频交 流电。输出经过四个肖特基高速二极管构成的全桥整流电路后，变为脉动直流电，再经由两个高频电解电容和一个磁环电感组成的π型滤波器，得到稳定的纹波系 数很小的直流电压送入逆变后级使用。推挽拓扑结构如图2所示。 2.2 TL494推挽控制 推挽变换器的两个开关管的开关信号由TL494给出，输出形式为双端输出。 利用TL494自带的两个误差放大器［3］，构成两个闭环反馈，即稳压环和限流环。限流环在额定电流时不起作用，不能对稳压环造成干扰，只有当电流超过限 定电流时才加以干预，减小占空比，降低输出电压，达到限流目的。本系统中的TL494应用原理如图3所示。 引言 随着科学技术的不断进步以及社会的快速发展，人们对供电的质量及稳定性 提出了更高的要求。而UPS作为一种可实现不间断供电的电源设备，在各个领域 中被广泛应用，尤其在计算机系统中占据重要的地位。因此，对UPS电源的设计 展开探讨具有十分重要的意义。 1.系统设计
PFC电路 PFC就是“功率因数”的意思，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。 PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。无源PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8；有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，但成本要高出无源PFC一些。 有源PFC电路中往往采用高集成度的IC，采用有源PFC电路的PC电源，至少具有以下特点： 1）输入电压可以从90V到270V； 2）高于0.99的线路功率因数，并具有低损耗和高可靠等优点； 3）IC的PFC还可用作辅助电源，因此在使用有源PFC电路中，往往不需要待机变压器； 4）输出不随输入电压波动变化，因此可获得高度稳定的输出电压； 5）有源PFC输出DC电压纹波很小，且呈100Hz/120Hz（工频2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。 现在市面上采用PFC电路的电源不多，而采用有源PFC电路的更少。
电脑怎么改功率因数校正PFC电路 PFC（Power Factor Correction）即"功率因数校正"，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。通过CCC认证的电脑电源，都必须增加PFC电路。位置在第二层滤波之前，全桥整流电路之后。PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。 PFC 的作用,可以这样理解: 假如现在有一台发电机,它最大能输出 120VAC,15A的电流,即它的输出功率最大是120×15=1800W, 现在如果有一 台PF(power factor)很低的电源接到发电机上, 该电源的效率是98%,PF是55%, 那么该电源的输出端能提供的最大功率是: 1800×0.98×0.55=970W, 如果PF提高到99%, 电源的输出端能提供的最大功率就会提升到: 1800×0.98×0.99=1746W 这样,对于同一个电源输出功率, 高的PF电源,对发电机的容量要求就会降低; 同样,对于同一个发电机,它用有限的功率, 能同时供电 给更多的电源; 这样,由于无谓地往返发电机与电源之间电线上的谐波电流的造成损耗也相应会减少; 其实PFC对用户来说,并不能起到省电的作用!她还会导致效率的降低.不管是有源PFC还是无源PFC电路,都会加大用户的有功损耗.举个例子说吧,目前的最高效率APFC的效率约为97%,那么如果你采用了该PFC电路,你每个月就得多用电3%! 那么为何很多国家都鼓励电路带PFC?主要原因是对变电站有利,举例:原来的PF值为0.6,通过PFC提高到0.95,则变电站的变压器容量可以降低近1/3!国家可以少建1/3的电厂!另外一个作用就是减少电网的谐波污染.。
单相AC-DC变换电路设计报告 摘要：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网侧功率因数,降低线路损耗,节约能源,减少电网谐波污染,提高电网供电质量等优点,在许多行业中得到广泛的应用。本系统采用有源功率因数校正（APFC）方法，对BOOST主电路拓扑结构的升压电路的输入电流进行控制，使其达到与输入电压同频且相位差接近于0，功率因数接近于1，从而实现高功率因数电源。系统采用UCC28019作为控制芯片，提高了电源的功率因数，具有良好的电压调整率和负载调整率，输入电流波形失真度小于1%，功率因素大于 0.98，效率接近于93.9%，且采用MCU对整个系统进行监测，可测量输出功率、功率因数以及可设置输出电压等功能。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。 关键词：APFC；AC-DC转换；UCC28019；BOOST电路 Abstract: Active power factor correction （APFC）technology for increasing power electronic device power factor, decrease line loss, save energy, reduce harmonic pollution, improving the quality of power supply and other advantages, is widely applied in many industries. This system uses the active power factor correction (APFC) method, to control the input current boost circuit of main circuit topology of BOOST, enables it to achieve the same frequency and phase with the input voltage difference is close to 0, power factor is close to 1, in order to achieve high power factor power. The system adopts UCC28019 as the control chip, and improve the power factor of power supply, with good voltage regulation and load regulation, the input current waveform distortion is less than 1%, power factor greater than 0.98, the efficiency is close to 93.9%, and the use of MCU to monitor the whole system, capable of measuring the output power, power factor and can set
单相AC-DC变换电路
单相AC-DC变换电路 摘要 本设计以TI公司的MSP430F169单片机为控制器，采用了TI公司的UCC28019芯片，搭建了一个单相AC-DC变换电路。本系统由变压器模块、AC-DC变换电路、功率因数检测电路、功率因数调整电路和电流检测电路等组成。在实验装置的电源电路中，对电源的输出直流电压、直流电流和电源的功率因数进行了测量，并通过键盘对电源的输出直流电压进行设定。实验结果表明，当电源的进线交流电压和负载电流，在比较宽的范围内变化的时候，电源的输出电压能够保持较高的稳定性；具有过流和过压的保护功能。利用UCC28019功率因数校正功能，将电源装置的功率因数提高到了0.98以上，并能够将功率因数在0.8-1.0之间调整，达到了预期的目标。 关键词：MSP430F169；UCC28019；AC-DC变换；功率因数
电压Uo=36V±0.1V； （2）当Us=24V，Io在0.2A~2.0A 范围内变化时，负载调整率S I≤0.5%； （3）当Io=2A，Us在20V~30V范围内变化时，电压调整率S U≤0.5%； （4）设计并制作功率因数测量电路，实现AC-DC变换电路输入侧功率因数的测量，测量误差绝对值不大于0.03； （5）具有输出过流保护功能，动作电流为2.5A±0.2A。 2.2.2 发挥部分 （1）实现功率因数校正，在Us=24V，Io=2A，Uo=36V 条件下，使AC-DC 变换电路交流输入侧功率因数不低于0.98； （2）在Us=24V，Io=2A，Uo=36V 条件下，使AC-DC 变换电路效率不低于95%； （3）能够根据设定自动调整功率因数，功率因数调整范围不小于0.80~1.00，稳态误差绝对值不大于0.03。 3 硬件方案设计与论证 3.1 PFC控制方案的论证和选择 一般功率因数校正的控制方法有模拟控制方法和数字控制方法，为此设想了以下几种控制方案： 方案1：采用DSP+BOOST实现：采用纯软件调整控制参数，比如，PWM 波的占空比，一般的使用数字控制可以减少元器件的数量，减少材料和装配的成本，而且可减小干扰，但限于本组知识和能力的限制，不选用该方案。 方案2：采用BOOST+UC3854实现：UC3854是一种工作于平均电流的的升压型有源功率因数校正电路。它的峰值开关电流近似等于输入电流。是目前较为广泛使用的APFC电路。该方案所实现的PFC电路，要调节UC3854的电压放大器，电流放大器和乘法器。 方案3：采用BOOST+UCC28019实现：UCC28019是TI公司新近推出的一种功率因数校正芯片，该芯片采用平均电流模式对功率因数进行校正，使输入电流的跟踪误差产生的畸变小于1％，实现了接近于l的功率因数。UCC28019组成的PFC电路,只调节一个放大器的补偿网络即可。 比较三种方案，发现方案三，设计步骤减少了好几步，相对来说简单易行，而且实验结果证明该方案完全达到题目的要求。综上所述，选用方案三。