Boost功率因数校正电路的研究.doc

电力电子技术实验报告

姓名：王大伟

题目：Boost功率因数

校正电路的研究

时间：二〇〇九年七月十二日

实验Boost功率因数校正电路的研究

一、实验目的

1、掌握Boost功率因数校正电路的工作原理。

2、熟悉UC3854器件的内部结构与工作原理。

3、了解Boost功率因数校正电路的调试和方法。

二、实验电路

实验电路如图1所示：

图1Boost功率因数校正电路

三、实验设备

图1中各元件及焊接板1套

灯箱1个

数字示波器1台

万用表1部

四、实验原理

Boost功率因数校正电路的首要任务是利用Boost变换器将沿正弦半波曲线上升和下降的不同输入电压转换成稳定的，比输入正弦电压幅值稍高的直流输出电压。根据图1，其工作原理是：在周期T内开关管Q1导通一ABS(T)段时间Ton，电感L储能。当Q1关断时，L的极性颠倒，L同名端的电压Vo上升到高于输入电压Vin。Q1关断时，在Ton期间存储在L的能量通过D3传给负载和电容C2。这种Boost变换器的输入—输出电压关系式为

在整个正弦电压的半个周期里，导通时间由PFC〔UC3854〕控制芯片控制，它检测Vo并利用误差放大器将检测值与内部基准电压比拟，通过负反应来设置Ton，从而使Vo保持定值不变。

Boost功率因数校正电路的第二个任务是检测输入电网的电流并使它变为与输入电网电压同相位的正弦波，即实现输入电网电流的正弦化。这也由调整Boost变换器的导通时间来实现，导通时间由负反应决定，通过采样电阻Rs将实际电网电流采样并与基准正弦波电流比拟，这两个正弦波的差值是误差电压，由误差电压来调节导通时间使两个正弦波具有相同的幅值。

五、电路设计

1、UC3854内部结构及原理

〔1〕UC3854引脚功能说明

UC3854引脚功能如表1所示。

表1UC3854的引脚〔端〕功能

引脚号

引脚符号

引脚功能

(1)

GND

接地端，器件内部电压均以此端电压为基准

(2)

PKLMT

峰值限定端，其阈值电压为零伏与芯片外检测电阻负端相连，可与芯片内接基准电压的电阻相连，使峰值电流比拟器反向端电位补偿至零

(3)

CAout

电流误差放大器输出端，对输入总线电流进行检测，并向脉冲宽度调制器发出电流校正信号的宽带运放输出

(4)

Isense

电流检测信号接至电流放大器反向输入端，(4)引脚电压应高于-0.5V〔因采用二极管对地保护〕

(5)

Multout

乘法放大器的输出和电流误差放大器的同相输入端

(6)

IAC

乘法器的前馈交流输入端，与B端相连，(6)引脚的设定电压为6V，通过外接电阻与整

(7)

VAout

误差电压放大器的输出电压，这个信号又与乘法器A端相连，但假设低于1V乘法器便无输出

(8)

VRMS

前馈总线有效值电压端，与跟输入线电压有效值成正比的电阻相连时，可对线电压的变化进行补偿

(9)

VREF

基准电压输出端，可对外围电路提供10mA的驱动电流

(10)

ENA

允许比拟器输入端，不用时与+5V电压相连

(11)

V检测

电压误差放大器反相输入端，在芯片外与反应网络相连，或通过分压网络与功率因数校正器输出端相连

(12)

Rset

(12)端信号与地接入不同的电阻，用来调节振荡器的输出和乘法器的最大输出

(13)

SS

软启动端，与误差放大器同相端相连

(14)

CT

接对地电容器CT，作为振荡器的定时电容

(15)

Vcc

正电源阈值为10V～16V

(16)

GTDRV

PWM信号的图腾输出端，外接MOSFET管的栅极，该电压被钳位在15V

〔2〕UC3854的电路框图

UC3854的工作原理框图如图2所示

图2UC3854的电路框图

〔3〕UC3854内部工作框图

UC3854内部结构如图3所示：

图3UC3854内部结构

2、元器件选择及参数计算

〔1〕采样电阻Rs的选择

流过Rs的最大电流Ipk为:

在低电网电压时Rs压降不能低于1V,也就是说Rs的压降为1V.即：

当Po=250W,E=85%,Vin〔min〕=90V时，

Pin=250/0.85=294，

Rs=1/4.61=0.22Ω，取Rs为0.25Ω。