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AC-DC电源

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2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC-DC变换电路（A题）【本科组】2013年9月6日设计摘要：本作品是是基于最常用的AC-DC-DC升降压电路实现了从交流到直流的高效率转换功能，通过这个系统，实现了用工频交流电降压之后达到24V,然后通过整流滤波以及降压稳压电路，实现了输出电压达到36V，电流达到2A。

另外，通过过流保护模块，保证了电路的安全高效运行。

最后通过功率因数测量电路，对工作电路能够高效运行提供理论保证。

关键字：AC-DC转换过流保护功率因数测量This work is the most commonly used is the AC-DC-DC liftingpressure circuit realizes from AC to DC conversion function based on efficiency, through this system, realized with alternating currentstep-down to reach 24V, and then through the rectifier filter and step-down voltage stabilizing circuit, the output voltage reaches 36V, the current up to 2A. In addition, the over-current protection module, to ensure the safe and efficient operation of circuit. Thepower factor measurement circuit, the circuit can efficientlyprovide theoretical guarantees.Key word:AC-DC conversion over currt protection power factor measurement目录：1．设计任务(或设计题目)与要求(或技术指标) (3)1．1设计任务（见附录1） (3)1．2技术指标（见附录1） (3)1．3题目分析.................................... 错误!未定义书签。

2．方案比较与论证 (4)2．1各种方案比较与选择 (4)开关电源电路控制方案比较：................... 错误!未定义书签。

过流保护方案比较：........................... 错误!未定义书签。

方案选择：................................... 错误!未定义书签。

2．2方案证论 (5)3．系统硬件设计..................................... 错误!未定义书签。

3．1系统的总体设计.............................. 错误!未定义书签。

设计思想：................................... 错误!未定义书签。

设计步骤：................................... 错误!未定义书签。

3．2单元电路的设计及参数计算.................... 错误!未定义书签。

功率因数测量校正模块：....................... 错误!未定义书签。

DC/DC升压稳压模块：......................... 错误!未定义书签。

主电路设计：................................. 错误!未定义书签。

3．3发挥部分的设计与实现........................ 错误!未定义书签。

3．4电路原理图(见附录2) ........................ 错误!未定义书签。

4．系统软件设计..................................... 错误!未定义书签。

4．1程序总体流程图.............................. 错误!未定义书签。

4．2各个功能模块流程图.......................... 错误!未定义书签。

过流保护模块：............................... 错误!未定义书签。

基本功能模块：............................... 错误!未定义书签。

扩展功能模块：............................... 错误!未定义书签。

4．3程序清单(见附录3) .......................... 错误!未定义书签。

5．系统调试......................................... 错误!未定义书签。

5．1电路的测试方案(方法)........................ 错误!未定义书签。

5．2测试仪器.................................... 错误!未定义书签。

5．3测试结果（基本要求测试）.................... 错误!未定义书签。

5．4 发挥部分的测试............................. 错误!未定义书签。

6．系统电路存在的不足和改进的方向与结论............. 错误!未定义书签。

7.附录.............................................. 错误!未定义书签。

附录1 设计任务.................................. 错误!未定义书签。

附录2 主电路板电路原理图........................ 错误!未定义书签。

附录3 部分程序清单.............................. 错误!未定义书签。

附录4 元件清单.................................. 错误!未定义书签。

1．设计任务(或设计题目)与要求(或技术指标)1．1设计任务（见附录1）1．2技术指标（见附录1）单相AC-DC变换电路是十分常见的一种电路，常常用于各种充电器或驱动各种小功率电子设备，为了提高电路功率，本设计采用开关电源电路，开关电源电路是电力电子电路中的一种，被广泛应用在小功率及各种电子设备领域，顾名思义，开关电源就是电路中的电力电子器件工作在开关状态的电源，对于AC/DC电路，可以变换的主要对象是电压和电流。

在这道题目中，要求输入交流电压U s=24V、输出直流电流I o=2A 条件下，使输出直流电压U o=36V±0.1V且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。

这道题的难点功率因数的测量及校正调整电路及变换电路效率不低于95%，在于实际操作中开关电源开关电路很难达到95%，功率因数的调整也难以实现，基于以上问题采用先对输入交流电进行整流，然后通过DC/DC升降压电路进行升降压，电路设计工作分为功率因数测量及校正电路，整流电路，DC/DC升降压电路，2．方案比较与论证2．1各种方案比较与选择1，整流电路方案选择方案一：利用晶闸管和电容对输入交流电进行整流，晶闸管又称可控硅，是非常常见的元器件之一，常用于控制输入的电流，电压，晶闸管整流的优点是可控制输出电压的电压值，使得输入交流电在20到30V变化时，整流后的电压可稳定在一个固定值，以便于DC/DC进行生压。

方案二：利用快恢复二极管和电容进行整流，这是最常用的一种整流方式，输出波形稳定，D1 DIODE D2 DIODE D3DIODED4DIODEC11000uC21u晶闸管虽然可调输出电压，但是其本身太易损坏，不易控制，所以本设计采用方案二。

2，DC/DC开关电源电路的选择方案方案一：使用常见uc3843芯片输出的pwm波控制mos管设计开关升压型稳压电源，UC3843 是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设置，具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。

方案二：使用常见uc3843芯片输出的pwm波控制mos管设计:cuk电路方案二虽然可自动完成升降压，能够满足题目中输入20到30V交流整流输出固定36V的要求，但是题目中要求输出2A大电流，cuk电路的负载能力不强，输出大电流时电压调整率太大，所以选择方案一。

2．2方案证论UC3843 具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET 的理想器件。

通过uc3843控制功率MOSFET的通断是的电感流处于连续，断续，临界连续三种模式，即在开关二极管VT导通区间电感L储能，在开关管截止期间终止时刚好经续流二极管VD，负载R释放完，并且通过uc3843自带的2号引脚的电压反馈使得输出电压稳定在36V，达到题目要求。

且升压型开关电源的负载能力较强可以达到题目所要求的2A电流，当Us=24V，Io 在0.2A～2.0A 范围内变化时，负载调整率SI也比较小可以满足题目要求。

U1UC3843B_DIP 8COMP 1VFB2ISENSE 3RT/CT 4GND 5OUTPUT6VCC7VREF8V112 VQ1IRF540D11N3492R21.0k5R31.0R4470k C210nFC330pF82C4100nFR510k C5100nF3976C61000uF-P OL10L118mH4C7100nFC8100uF-P OLV230 V11R1101122.3控制系统的论证与选择采用UC3843 具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET 的理想器件。

Uc3843广泛应用于电子信息设备的电源电路设计中。

根据UC3843的功能特点，结合Boost 电路拓扑结构，完全可设计成电流控制型的升压DC-DC 电路。

该电路外接元器件少，控制灵活，成本低，输出功率容易做到100W 以上，具有其他专用芯片难以实现的功能。

且此芯片输出pwm 稳定可调，外接电路简单易行，不需要单片机控制，使用方便。

2.2 Boost 电路参数的计算2.1.3稳压控制方法与电路分析稳压模块控制电路采用三段稳压集成电路IC 芯片元器件LM7812，它适用于各种电源稳压电路，输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。

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ac-dc电源芯片工作原理 -回复

ac-dc电源芯片工作原理 -回复

ac-dc电源芯片工作原理-回复AC/DC电源芯片是一种常见的电源管理集成电路，用于将交流电转换为直流电，并为电子设备提供所需的恒定电压和电流。

它主要由整流、滤波、稳压和保护等功能模块组成。

在本文中，我将一步一步回答关于AC/DC电源芯片工作原理的问题。

第一步：整流AC/DC电源芯片首先需要将交流电转换为直流电。

这个过程是通过整流电路实现的。

整流电路通常由桥式整流器构成，其中包括四个二极管。

当输入的交流电电压为正向时，二极管将电流导通，使得电流能够流经到负载上。

当输入的交流电电压为反向时，二极管则截止，防止电流向相反方向流动。

通过这种方式，整流电路能够实现将交流电转换为单方向的直流电。

第二步：滤波在整流之后，输出的电流仍然包含着较大的波动。

为了获得稳定的直流电输出，还需要进行滤波处理。

滤波电路通常由电容器和电感组成。

电容器能够储存电荷，并在电流波动的时候释放或吸收电荷，从而平稳输出电流。

而电感则能够阻挡高频噪音信号，保证输出的电流质量。

通过整流和滤波，AC/DC电源芯片能够将交流电转换为平稳的直流电。

第三步：稳压稳压是AC/DC电源芯片的关键功能之一。

它可以将输入的直流电稳定在特定的电压水平上，并为负载提供恒定的电压。

稳压电路通常采用反馈控制的方式进行。

其中，参考电压源和误差放大器是实现稳压的主要组成部分。

参考电压源提供了一个稳定的参考电压，用于与输出的电压进行比较。

误差放大器则根据比较结果，调整控制信号，使得输出的电压能够保持在设定的水平上。

通过稳压电路，AC/DC电源芯片能够为电子设备提供稳定的电压。

第四步：保护AC/DC电源芯片还需要具备一定的保护功能，以确保电源和负载的安全可靠。

常见的保护功能包括过流保护、过压保护和过温保护等。

过流保护能够在输出电流超过额定值时自动切断电源输出，防止电源和负载因过载而受损。

过压保护则能够在输出电压超过设定值时自动切断电源输出，保护负载不受过压损害。

过温保护则能够在芯片温度过高时自动切断电源输出，防止芯片过热。

非隔离acdc电源转化芯片

非隔离acdc电源转化芯片

非隔离acdc电源转化芯片AC/DC电源转换芯片是一种用于将交流电（AC）转换为直流电（DC）的集成电路。

它通常用于电子设备中，如电脑、手机充电器、家用电器等，提供可靠的直流电源供应。

AC/DC转换芯片具有高效率、稳定性和可靠性的特点，可以使电子设备更加节能和可持续。

下面是一些关于AC/DC电源转换芯片的相关参考内容。

1. AC/DC电源转换芯片的基本原理AC/DC电源转换芯片由两部分组成：输入端和输出端。

输入端接收交流电源，经过整流和滤波等处理后，输出直流电源供应给电子设备。

整流将交流电源转换为脉冲形式的电流，滤波则将脉冲电流变为较为平滑的直流电流。

AC/DC电源转换芯片还通过控制电压和电流的大小来实现输出电源的稳定性和可调节性。

2. AC/DC电源转换芯片的工作原理AC/DC电源转换芯片采用开关电源技术，通过开关器件（如MOSFET）的开关控制，将输入电源高频开关转换为直流电源。

开关频率一般在几十kHz到几MHz之间，高频开关可以大大减小变压器的体积和成本，提高系统效率。

同时，AC/DC转换芯片还配备稳压控制电路和反馈回路，实现对输出直流电压和电流的精确控制。

3. AC/DC电源转换芯片的应用AC/DC电源转换芯片广泛应用于各种电子设备中，例如：- 电脑和服务器：用于提供电脑和服务器的工作电源，确保其稳定运行；- 家用电器：如电视、洗衣机、冰箱等，将交流电转换为直流电，为其提供电源；- 通信设备：如无线路由器、移动通信设备等，提供稳定的电源供应；- 工业自动化设备：如PLC、工控机等，提供稳定可靠的电源。

4. AC/DC电源转换芯片的特点- 高效率：AC/DC转换芯片采用开关电源技术，能够利用交流电源的能量，提高能源利用效率；- 稳定性：通过稳压控制电路和反馈回路，实现对输出电压和电流的精确控制，保持输出的稳定性；- 可调节性：AC/DC转换芯片可以根据需要调节输出电压和电流的大小；- 小型化：采用高频开关设计，可以减小变压器的体积和成本，使芯片更小巧轻便。

acdc电源板工作原理

acdc电源板工作原理

acdc电源板工作原理
AC/DC电源板的工作原理是将交流电（AC）转换为直流电（DC）。

它通常由以下几个部分组成：
1. 输入滤波器：用于过滤和抑制输入电流的谐波和噪声。

2. 整流桥：将交流电转换为直流电，这是AC/DC转换的关键部分。

3. 功率因数校正（PFC）模块：用于提高功率因数，减小谐波，使输入电流更加接近正弦波。

4. 高频变压器：用于将转换后的直流电进行升压或降压，以满足输出电压的要求。

5. 输出整流滤波器：用于进一步平滑直流电，减少纹波，提高输出电压的稳定性。

6. 反馈控制模块：用于控制输出电压的稳定性和调节。

AC/DC电源板的工作原理基于整流和变压。

整流是将交流电转换为直流电的过程，通过整流器完成。

变压则是通过高频变压器实现，可以根据需要调整输出电压的大小。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业人士。

300W AC DC 电源模块说明书

300W AC DC 电源模块说明书

300W,165-264V AC Input,Dual outputAC/DC battery charging module power supplyRoHSFEATURES●Specially designed for Distribution Automation terminal design,suitable for 220Vdc operating mechanism,and it can charge for capacitor of 50000uF/250V ●Maximum instantaneous power up to 340W●With charging function,the 24V (6-30AH)output Lead-acid battery can be charged,when system connected with battery,it can be used as uninterrupted power supply●Designed in accordance with the power-related requirements of the State Grid Corporation,the main technical indicators meet the relevant industry standards●Battery reverse polarity protection,battery under voltage protection●Output over-current,over-voltage protection ●2.5KVAC high isolation voltage●Industrial grade operating temperature:-40℃to +70℃●Chassis mountingMBP300-2A27D27220is AC/DC battery charge power converter offered by Mornsun.It features wide input voltage range,taking both DC and AC input voltage,output over-current,over-voltage protection,strong ability in adapting power grid.This product has power working status display and Intelligent charging function,it can used to charge the 24V lead-acid battery,when AC is power-off,the battery can supply power to the load;it has battery over discharge protection function,Designed specifically for distribution automation terminal (DTU /FTU).It is widely used in the power industry switch substations,power substation,RMU,Intelligent Package Substation,Intelligent Switch Controller and other industries which need uninterrupted power supply.Selection GuidePart No.Output PowerNominal Output Voltage and Current Maximum Output PowerEfficiency(220VAC,%)(Vo1/Io1)(VB/IB)(Vo2/Io2)MBP300-2A27D2722062.5W27V/1.0A27V/0.5A220V/0.1A340W(No more than 20s,5mins once )80(Io1=1A,Io2=0.1A,disconnect the battery)Input SpecificationsItemOperating Conditions Min.Typ.Max.Unit Input Voltage Range AC input 165220264V AC DC input200310370VDC Input Frequency 475063Hz Input Current 220V AC,Typical load -- 1.0--AHot PlugUnavailableOutput SpecificationsItemOperating Conditions Min.Typ.Max.UnitRated Output CurrentInput voltage range Io1--1--A Io2--0.1--Peak Output Current *Input voltage range Io1(No more than 20s,5mins once,Io2≤0.1A)----6Io2(No more than 20s,5mins once,Io1≤1A)---- 1.36Output Voltage Input voltage range Vo1(Disconnect the battery)--27--VDC Vo2(Adjustable)200220240Line RegulationFull loadVo1--±0.5--%Vo2--±1--Load Regulation0%-100%load Vo1--±1--% Vo2--±5--Ripple&Noise**20MHz bandwidth(peak-to-peak value)(Io1=1A,Io2=0.1A,disconnect the battery)Vo1--200300mVVo2--2000--Floating Charge Voltage Room temperature,Io1=1A,Io2=0AVB--27--VDCBattery Charge Current Room temperature,Io1=1A,Io2=0AIB--0.5--A Battery Discharge Cut-off point Typical load Vo120.52121.5VDC Battery Discharge Cut-off Delay Time Typical load--3--sBattery Reverse Polarity Protection The green and the red lights are turn off,when the battery has been connected.Short Circuit Protection Input voltage range,disconnect the battery Hiccup,Continuous,self-recovery Over-current Protection Input voltage range,disconnect the battery Io1--16--A Over-voltage Protection Input voltage range,disconnect the battery----34VDC Hold-up Time Room temperature,220V AC input,Po=20W--0.3--s Note:*①When the ambient temperature exceeds50℃,Io1and Io2single peak current continuous output time can not exceed15s；②Io1and Io2can not simultaneously output peak current,product peak output power should not be more than340W.(Battery charging power included) **Ripple and noise are measured by“parallel cable”method,please see AC-DC Converter Application Notes for specific operationGeneral SpecificationsItem Operating Conditions Min.Typ.Max.UnitIsolation Voltage Input-outputTest time:1min,leakage current setting value:5mA2500----VAC Input-case2500----Output-case2500----Output-output1500----Impulse Voltage Input-output Apply5kV impulse test voltage between input andoutput.Add1.2/50us impact waveform,includingthree positive impulse and three negative impulsewhose time interval is no less than5seconds.And thereshould not have disruptive discharge during the test.5000----V Input-case5000----Output-case5000----Isolation Resistance Input-output Room temperature50----MΩInput-case Room temperature50----Output-case Room temperature50----Operating Temperature*-40--+70℃Storage Temperature-40--+85Shell Operation temperature*----+80Storage Humidity----95%RH MTBF MIL-HDBK-217F@25℃＞100,000hNote:*①When the ambient temperature exceeds50℃,it should be taken the cooling method of force air cooling or post cooling to ensure that the module shield temperature is not more than80℃.②When the ambient temperature is lower than-10℃,the product should be operated with rated load for1mins,before it output340W peak power. Physical SpecificationsCasing Material MetalPackage Dimensions200.00*102.00*45.00mmWeight850g(Typ.)Cooling method Free air convectionEMC SpecificationsEMS ESD IEC/EN61000-4-2Contact ±8KV Perf.Criteria B RS IEC/EN61000-4-330V/m perf.Criteria A EFT IEC/EN61000-4-4±4KV perf.Criteria B Surge IEC/EN61000-4-5line to line±2KV/line to ground±4KV perf.Criteria B CS IEC/EN61000-4-610Vr.m.s perf.Criteria A Voltage dips,short interruptionsand voltage variations immunityIEC/EN61000-4-110%,70%perf.Criteria BPrinciple block diagramFig1.Internal principle diagram Wiring Description1.Wiring diagram2.Terminal DefinitionTerminal No.Terminal name Definition1AC(L)AC input L phase2Protective grounding3AC(N)AC input N phase4-Vo1(B-)Control unit(-)Battery input(-)5B+Battery input(+)6+Vo1Control unit(+)7NC No electrical connection 8+Vo2Operating mechanism(+) 9-Vo2Operating mechanism(-) 10NC No electrical connectionManual Instruction1.Power supply status indicatorCharge,AC input power,green light on,the battery is in charging or floating charging status.Discharge,AC input power off,green light off,red light on,the battery is in discharging status.Reverse,when the input voltage off(or input voltage normal,Vo1and Vo2output normal),but the green and red light are all off,which shows that the battery is polarity reversed.Please check the wiring diagram to re-connect the battery.Input voltage(V AC)Output voltage(VDC)Whether to connectthe batteryLEDPower state Vo1Vo2green light Red light22027220no connect on off Output normal220Batteryvoltage220connect on off Output normal,battery charging000no connect off off No output000connect off on No output,battery access to normal220→0Batteryvoltage220connect on→off off→onOutput normal,battery from charginginto the discharge000connect off off No output,reverse connection ofbattery22027220connect off off Output normal,reverse connection ofbatterye of PowerThe power supply can work when input is AC the alternating current.The power input current to load is powered by power supply, meanwhile charge battery in constant current and voltage.After the battery is charged,power supply to floating charge state automatically,this moment,the power supply float voltage and current to normal self discharge of battery.When AC input voltage off,the battery will continue to power for load,0switch time.When the battery output voltage is lower than the under voltage protection point and last for3-10S，the power supply will turn off automatically.Without AC input,pass external passive nodes make Vo1and B+in short circuit(short circuit time:1-2S,but pin should not be short for a long time,otherwise the battery will lose the protection function.)that can enable the battery to start the output.Vo2output Voltage:200Vdc–240Vdc continuously adjustable,The user can adjust the output voltage to the knob with“output voltage adjustment”.e of BatteryThe power supply can be equipped with24V,6-30AH lead acid battery or colloidal maintenance-free battery,The battery is connected to the battery terminal(B+、B-)of the power supply.We should make sure that the input voltage is off before connect or disconnect the battery.If the red light on after connected the battery,the battery connected normal;if the red light off when connected the battery,the battery polarity connected reverse,please check the wiring diagram to re-connect it.It is forbidden to short-circuit the battery.After connect with the battery,the over-current protection and short-circuit protection of Vo1will be disabled.Simple calculation of battery charging time:Battery capacity C(AH)/Charging current(A)Dimensions and Recommended LayoutAttention Matters in Application（1）Output please use wire that cross area is more than2.5mm²,input terminal should add10A/250V AC Fuse.（2）Please correct connection according to the wiring diagram,do not connect wrongly,AC input terminal is strictly prohibited connected with other terminals wrong,otherwise will cause permanent damage to power.（3）Vo2output peak current can not be long term work.（4）To further reduce the Vo1output ripple noise,the user can in the Vo1output parallel connection with one470–1000uF/50V electrolytic capacitor and1uF multilayer ceramic Capacitor.（5）The output of this product is not allowed to work in parallel.（6）The PE terminal of this product should be reliably connected to the earth,in order to improve the capability of anti-interference.（7）Casing will distribute heat when the power is during operating,in order to ensure the power dissipation is good,please keep a certain gap around the power supply to ensure the air flow smoothly,the temperature sensitive device as far as possible from the power.Note:1.Packing information please refer to Product Packing Information which can be downloaded from .Packing bag number:58220041;2.If the product is not operated within the required load range,the product performance cannot be guaranteed to comply with all parameters in the datasheet;3.Unless otherwise specified,parameters in this datasheet were measured under the conditions of Ta=25℃,humidity<75%with nominal input voltage and rated output load;4.All index testing methods in this datasheet are based on our Company’s corporate standards;5.We can provide product customization service,please contact our technicians directly for specific information;6.Specifications are subject to change without prior notice.Mornsun Guangzhou Science&Technology Co.,Ltd.Address:No.5,Kehui St.1,Kehui Development Center,Science Ave.,Guangzhou Science City,Luogang District,Guangzhou,P.R.China Tel:86-20-38601850-8801Fax:86-20-38601272E-mail:***************。