基于UC3854芯片控制的APFC电路的研究

论文编号:DQ141   论文字数:16699,页数:37

摘要
  
 功率因数校正（APFC）技术能极大地改善电压、电流波形，提高系统的功率因数和稳定性。本课题采用UNITRODE公司的UC3854芯片，设计一容量为250W的单相有源功率因数校正电路，实现在PSIM环境下的仿真。
 本文在通过比较无源功率因数校正和有源功率因数校正，应用Boost变换器为主电路拓扑来提高功率因数和抑制谐波电流，同时采用电压反馈，使输出电压为近似平滑的稳定直流电压。其中主电路的升压电感起着能量的传递、储存和滤波等作用，而且还决定了输入电流中高频纹波的大小。又用PSIM软件对电路做了仿真试验，分析比较了在电感取不同值时的输入电流的波形并对波形进行了傅立叶分析，进一步验证了理论分析的结论。
 实验结果表明，所设计的以UC3854为核心的有源功率因数校正电路能在80~270V电压输入范围内得到稳定的直流电压输出，并使得功率因数达到0.98，基本达到预期效果。
 
关键词：有源功率因数校正；Boost变换器 ；UC3854 ；仿真

ABSTARCT
 
 Power Factor Correction (APFC) technology can greatly improve the voltage and current waveforms, at the same time ,it can also improve system power factor and stability. The issue adopts UC3854 with UNITRODE company to design a single-phase active power factor correction circuit with capacity of 250W and who achieves the simulation in the PSIM environment.
  This article points out their each applicability occasion by comparing the passive power factor correction and active power factor correction, this circuit   applies Boost converter circuit topology to improve the power factor and control harmonic waves, while adopting voltage feedback to make the output voltage to be smooth and stable DC voltage. In this circuit, the boost inductor of major circuit makes an transmission, storage and filtering effect, and that determines the size of high frequency ripple of input current. PSIM software what I used do the simulation of circuit, analyzed and compared to different values of the inductance of the input current waveform and made the Fourier analysis of waveforms, and further verified the results of theoretical analysis.
 The experimental result indicated that the UC3854 core of active power factor correction as designed can obtain the  stable DC output voltage in the inputting scope of 80~270V, besides, cause the power factor to 0.98 and achieve the desired effect.
 key word:  Active Power Factor Correction ；Boost Converter； UC3854； Simulationng

目录
摘要 Ⅱ
1绪论 1
  1.1 研究背景 1
  1.2 国内外研究进展 2
  1.3 研究主要内容 2
2 APFC技术 4
  2.1 功率因数的定义 4
  2.2 无源功率因数校正 5
  2.3 有源功率因数校正 6
      2.3.1有源功率因数校正的基本原理 6
  2.4 Boost APFC控制方法 6
     2.4.1 电压跟随器 7
     2.4.2 乘法器控制 7
  2.5 有源功率因数校正的两种电路 12
3 Boost APFC电路结构及原理 15
  3.1 APFC的主电路拓扑 15
  3.2 Boost变换器的工作原理 15
  3.3 Boost APFC整体电路的结构框图 17
4 APFC电路的设计及仿真 19
  4.1 UC3854控制的内部结构和功能特点 19
     4.1.1 UC3854的基本组成 19
  4.1.2 管脚排列及功能 20
  4.2 UC3854控制电路各参数的设计 22
  4.2.1 峰值电流限制 22
  4.2.2 乘法器的设置 22
  4.2.3 振荡器的设置 24
  4.2.4 驱动电路的设计 25
  4.2.5 反馈补偿网络的初步设计 25
  4.3 Boost APFC主回路元器件的设计 27
  4.3.1 Boost电压提升电路电感的设计 27
  4.3.2 输出电容的选择 28
  4.3.3 功率开关与二极管功率 29
  4.4 APFC电路模拟与仿真 29
     4.4.1 仿真软件的简介 29
     4.4.2 仿真分析 30
5 结论 32
参考文献 33
致谢 34