基于有源功率因数校正的高功率因数电源设计_吴小斐(2)

电源设计吴小斐等:基于有源功率因数校正的高功率因数电源设计

际漏源电流为7.618A,但是考虑到实际电压电流尖峰和冲击,电压电流耐量分别取2.5和2倍裕量,故开关管的最大耐压应大于90V,最大导通电流应大于15A。基于上述要求,在此采用Vds=200V,Id=30A,Rds=85m8的MOSEFT管IRF250,这完全满足设计要求。

2.2.2 续流二极管的选择

由于该电路采用Boost拓扑结构,因此续流二极管的选择非常重要。在电路中受输出大电容的影响,续流二极管应满足最大整流电流大于7.618A,最大反向电压大于72V,受储能电感及开关管的影响,续流二极管的反向恢复时间要尽量小。鉴于此要求,这里采用MOSEFT中的反向快恢复二极管作为续流二极管,它的反向恢复时间完全达到设计要求,实际使用效果很好。

2.2.3 电感的参数计算

该电路采用Boost拓扑结构,Boost电路工作在电流连续工作模式(CCM)。根据Boost电路输出电压表达式,可得PWM占空比:

D=1-Vin/Vout

(1)

最大占空比Dmax发生在输入直流电压最低(18V)而输出直流电压最高(36V)时候,最小占空比Dmin发生在输入直流电压最高(23V)而输出直流电压最低(30V)时[5],则根据电流临界连续条件求得电感值为:

L\Vout@D@

= fsw(tye)@IRIPPLE

(2)

[4]

低网侧EMI,在隔离变压器副边与整流桥之间接入EMI抑制网络。

系统控制采用TI专用APFC芯片UCC28019,该控制系统包括电流内环和电压外环,其中电流内环的作用是控制网侧输入电流的波形和相位,使输入电流波形畸变小、功率因数高;电压外环的作用是控制输入电流的幅值,

以使输出直流电压在各种扰动下保持期望值。

图1 单相升压型PFC基本电路

为实现输出电压的连续可调和系统参数的显示,采用Atmel公司ATmega16单片机进行系统监控。为使输出电压可调,由PS2键盘设定输出值,送入单片机。采用8803驱动的240128液晶显示器显示系统信息。系统保护拟采用单片机控制的继电器过流保护与控制芯片的封锁保护双重保护方案。在检测到输出电流超过2.5A时,单片机发出控制电平对UCC28019进行封锁并通过继电器断开主电路;当检测到输出电流正常时,电路恢复正常运行。2 系统实现

2.1 控制方案分析及实现

主电路的输出直流电压信号Vout和基准电压Vr比较后,送入电压误差放大器VEA,得到Vcomp引脚电压,该电压决定了GMI网络的增益和PWM比较器的参考三角波的斜率

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