基于UCC28019的功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1、 基于UCC28019的功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)吳振宇 吳冀平 楊啟涯 辛全彬大連理工大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院（遼寧 大連 116023）摘要：基于有源功率因數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款高功率因數(shù)開(kāi)關(guān)電源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，平臺(tái)具有自動(dòng)功率因數(shù)校正，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保護(hù)措施完善等優(yōu)勢(shì)。平臺(tái)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(hào)相位，測(cè)量并實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)也可對(duì)異常輸出進(jìn)行繼電保護(hù)。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(bǔ)償機(jī)制，

2、電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率均不高于0.5%?？刂坪诵牟捎肍reescale的MC9S12XS128單片機(jī)，完成功率因數(shù)測(cè)量、電壓/電流的動(dòng)態(tài)測(cè)量、參數(shù)顯示、過(guò)流保護(hù)等功能。測(cè)試表明，整體系統(tǒng)運(yùn)行性能穩(wěn)定，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)需求。電源側(cè)電流波動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也可讓學(xué)生充分體驗(yàn)開(kāi)關(guān)升壓電路的技術(shù)特點(diǎn)和重要設(shè)計(jì)參數(shù)，了解電感手工制作過(guò)程。相比于推挽拓?fù)?，本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)放大等處理后由單片機(jī)算得相位差，進(jìn)而求解功率因數(shù)，與集成計(jì)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(duì)原電路影響小等優(yōu)點(diǎn)。1.3 功率因數(shù)校準(zhǔn)及設(shè)定模塊6遲而導(dǎo)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(shè)計(jì)，主要分為輸入繼電保護(hù)部分 、BOOST 電路功率變換部分 、UCC28019 周邊電路、IRF540 功率MOS 開(kāi)關(guān)管及驅(qū)動(dòng)電路 、輸出反饋電路 。其中 ，繼保部分利用單片機(jī)檢測(cè)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(hù)片機(jī)，完成功率因數(shù)測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)電壓、電流等動(dòng)態(tài)參數(shù)顯示，同時(shí)通過(guò)測(cè)得電流值快速實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)等功能 。采集及繼電保護(hù)軟件流程如圖5。3 測(cè)試方案與測(cè)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(cè)試電路電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、效率等參數(shù)。測(cè)試前保證設(shè)定輸出電壓為 36V，輸出電流為2A額定狀態(tài)，測(cè)量輸入電壓在2030V間變化時(shí)的輸出電壓得出電壓調(diào)整率并計(jì)算效率 ，同時(shí)記錄系統(tǒng)功率因數(shù)。而后，調(diào)整輸出負(fù)載，使輸出電壓在 0.22.5A 間變化，測(cè)量輸出電壓變化，得出負(fù)載調(diào)整率，同時(shí)驗(yàn)證系統(tǒng)在電流超過(guò)2.5A時(shí)是否可以自行保護(hù) 8。綜上所述，本設(shè)計(jì)用BOOST升壓電路實(shí)現(xiàn)了功率因素測(cè)量與校正 ，滿(mǎn)足教學(xué)中關(guān)于功率因