基于UCC28019的功率因數(shù)校正實驗平臺設計

1、 基于UCC28019的功率因數(shù)校正實驗平臺設計吳振宇 吳冀平 楊啟涯 辛全彬大連理工大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院（遼寧 大連 116023）摘要：基于有源功率因數(shù)校準技術(shù)，設計了一款高功率因數(shù)開關電源實驗平臺，平臺具有自動功率因數(shù)校正，結(jié)構(gòu)簡單，保護措施完善等優(yōu)勢。平臺整體系統(tǒng)設計以德州儀器公司的APFC芯片UCC28019為核心器件，采用電流內(nèi)環(huán)加電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制，保證了系統(tǒng)功率因數(shù)不低于0.95，采用電流電壓互感器采集信號相位，測量并實現(xiàn)功率因數(shù)實時顯示，同時也可對異常輸出進行繼電保護。電源系統(tǒng)采用BOOST升壓電路，在輸出36V/2A額定條件下效率不低于95%，采用良好的閉環(huán)反饋電路補償機制，

2、電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率均不高于0.5%?？刂坪诵牟捎肍reescale的MC9S12XS128單片機，完成功率因數(shù)測量、電壓/電流的動態(tài)測量、參數(shù)顯示、過流保護等功能。測試表明，整體系統(tǒng)運行性能穩(wěn)定，各項技術(shù)指標均達到設計需求。電源側(cè)電流波動小等優(yōu)點，同時也可讓學生充分體驗開關升壓電路的技術(shù)特點和重要設計參數(shù)，了解電感手工制作過程。相比于推挽拓撲，本設計結(jié)構(gòu)簡單，且更適用于小功率型電源。1.2 功率因數(shù)采集模塊29.0 2017.2-3 合刊 本方案采用電流互感器 、電壓互感器采集電流電壓相位信息，經(jīng)過放大等處理后由單片機算得相位差，進而求解功率因數(shù)，與集成計量芯片ATT7053芯片方案3-5

3、相比較，本方案具有良好的電氣隔離性能、成本低，且對原電路影響小等優(yōu)點。1.3 功率因數(shù)校準及設定模塊6遲而導致的不確定因素，提升了電路穩(wěn)定性 。7圖2 BOOST及功率因數(shù)校正子系統(tǒng)電路功率因數(shù)校正部分基于 UCC28019 設計，主要分為輸入繼電保護部分 、BOOST 電路功率變換部分 、UCC28019 周邊電路、IRF540 功率MOS 開關管及驅(qū)動電路 、輸出反饋電路 。其中 ，繼保部分利用單片機檢測到的輸出電46 92 0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.536.04 36.02 36.07 36.04 35.96 36.03 36.0435.

4、95 36.01 36.02 36.04 保護片機，完成功率因數(shù)測量，并實現(xiàn)電壓、電流等動態(tài)參數(shù)顯示，同時通過測得電流值快速實現(xiàn)過流保護等功能 。采集及繼電保護軟件流程如圖5。3 測試方案與測試結(jié)果首先上電調(diào)試反饋電路使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，而后依次測試電路電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率、效率等參數(shù)。測試前保證設定輸出電壓為 36V，輸出電流為2A額定狀態(tài)，測量輸入電壓在2030V間變化時的輸出電壓得出電壓調(diào)整率并計算效率 ，同時記錄系統(tǒng)功率因數(shù)。而后，調(diào)整輸出負載，使輸出電壓在 0.22.5A 間變化，測量輸出電壓變化，得出負載調(diào)整率，同時驗證系統(tǒng)在電流超過2.5A時是否可以自行保護 8。綜上所述，本設計用BOOST升壓電路實現(xiàn)了功率因素測量與校正 ，滿足教學中關于功率因