基于ucc28019的高功率因数电源设计

lSSN1009—3044E—mail:kfyj@ceee.net.CII

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Teh+86-551-56909635690964CompuferKnowledgeandTechnology电脯知识与技术Vd.5。No.23,August2009,pp.6568-6569

基于ucc28019的高功率因数电源设计

钟海峰,王剑斌,张文嘉

(武汉大学电气工程学院,湖北武汉430072)

摘要:本系统是一高功率因数AC—De-De开关稳压电源,以单片机和FPGA为控制核心,采用非隔离式Boost电路作为主回路,采用PFC功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形,进行闲环反馈控制,将功率因数补偿提高到0.95以上。其输出电压30V~36V可调。最大输出电流2A。此外,本系统还具有输出2.5A过流保护,输出电压、电流和功率因数的测量与显示功能。关键词:功率因数;PFC;BooSt;PWM

中图分类号:TM46

Designof文献标识码:A文章编号:1009—3044(2009)23—6568-02onHighPowerFactorPowerSupplyBasedUcc2S019

ZHONGHai—feng,WANGjian—bin,ZHANGWen-jia

highpowerfactorAC—DC—DCswitch(SchoolofElectricalEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:T11isdesignis

liOn—islatedBoostcircuitapowersupply.whichusesMCUandFPGAasthecontrolcore.Itusesthemaincircuit,withtheclosedloopcontrolofPWMwltvesgeneratedbythePFCcontrollerICucc28019,in—creasingthepowerfactortoO.95ormore.Thedesignachievesa30—36Vadjustableoutputvoltageandamaximum2Aoutputcurrent.Italsoincludesovercurrentprotectionandmeasurementsofoutputvoltage,outputcurrentandpowerfactor.as

Keywords:powerfactor;PFC;Boost;PWM

在电力电子技术及电子仪器中.所需直流电是将220V交流电网经整流得到的。交流电源经全波整流后,通常接一个大电容器,以得到波形较为平直的直流电压。由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用,虽然输入交流电压是正弦的,但输入交流电流波形却产生畸变.呈脉冲状,其中含有大量的谐波分量。这些谐波电流对电网产生危害,导致输入端功率因数下降。为了减小AC-DC交流电路输入端谐波电流形成的噪声及对电网产生的谐波“污染”,保证电网供电质量,提高电网可靠性,必须对电力电子设备进行功率因数校正,限制AC—DC交流电路的输入端谐波电流分量。

1系统总体设计方案

市电220V经过自耦变压器和隔离变压器凋压成15~19V。此低压工频

电压经过一个EMI网络。再进行全桥整流。由于输出电流比较大,本系统选

择RS808全波整流方桥。电压和电流互感器分别选用的是北京耀华电子公

司的Tvl6E、TAl9,用于测量系统功率因数。继电器用于过流时保护用的动

作开关。主电路为Boost电路,PFC芯片uee28019控制开关管导通关断。开

关管选用场效应管IRF540,其导通电阻Rds为0.033欧姆,导通压降低,开

关速度高。输出侧通过电阻分压并用AD进行采集送至单片机进行电压测

量显示,同样通过采集采样电阻电压进行电流测量显示以及过流保护。图l

为系统总体框图。

2图1系统总体框图ucc28019功能介绍

acc28019是一款8引脚的开关模式控制器,能以极小的谐波失真获得接近单位功率因数的水平,非常适用于低成本的PFC应用。该器件具有宽泛的通用输入范嗣,适用于100W至2kW以上的功率肉数变换器。Uee28019主要应用于Boost拓扑结构的功率因数校正,以固定的开关频率工作于连续导通模式(CCM),简单的外围电路网络便可对电压环和电流环进行灵活的补偿设计。

芯片各引脚功能说明:

GND(引脚1):芯片接地端。

I咖(引脚2):电流环路补偿,跨导电流放大器输出端。该端通过对地(GND)连接一个电容可以提供电流控制环路中的补偿和平均电流检测信号。如果该引脚的工作电压低于0.6V,控制器将停止工作。

I。(引脚3):电感电流检测。通过外部电流检测电阻提供电压输入,反映BoostPFC变换器的瞬态电感电流,该平均电压可以消除噪声和纹波的影响。软过流(SOC)保护有效地限制了平均电感电流。一旦峰值电压超过规定值,单周峰值电流限制(PCL)立即关断栅极驱动输出。该管脚通过对电流检测电阻外接一220n电阻可以有效抑制浪涌电流的涌入。

V。(引脚4):交流输入电压检测。当系统交流输入电压高于用户定义的正常工作电压或者低于掉电保护电压时,输入掉电保护(IBOP)动作。该引脚通过带滤波功能的分压电阻网络连接于整流器的主电路中。当V。引脚的电压超过门限电平1.5V时,芯片uee28019将开始软启动。如果VINS引脚的电压低于门限电平O.8V,控制器将处于关断状态。只有当V*引脚和V。吣引脚的电压均超过它们各自的使能电平时,控制器才会重新开始软启动并进入正常工作状态。

收稿日期:2009-05-27

作者简介:钟海峰,男,广东韶关人,本科在读,研究方向:电力电子应用技术。

6568 计算机工程应用技术- ---本栏目责任编辑:赛薇薇

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