文本描述
2013年全国电子设计大赛 单相AC-DC变换电路(A题) 设计报告 作者: 参赛学校: 北京邮电大学 2013年8月31日 摘要:本系统由四个模块组成:整流滤波电路,DC-DC电路,PFC控制电路和数据采集电路。DC-DC电路部分为Boost电路,通过控制开关管通断的占空比来达到控制输出电压的目的。PFC电路以UCC28019为核心。UCC28019是专用的功率因数校正控制芯片,能以极小的谐波失真获得接近单位功率因数的水平。该芯片通过双闭环完成控制功率因数,内环为电流环,外环为电压环。数据检测部分以单片机C8051f020为核心,通过片内AD采样输出电压和电流,通过相位差测量法测量功率因数。另外单片机还能控制继电器完成过流保护的功能。本设计具有输出电压稳定,电压和负载调整率小,高功率因数和高AC-DC转换效率的特点。 关键词:Boost电路;PFC控制;UCC28019;C8051f020 一、方案设计与论证 1方案的比较与选择 通过初步分析,我们认为要实现电路要求的功能,可以将电路整体进行划分,各模块功能如下图所示: 2方案的描述与论证 下面就电路的主要模块:整流模块,BOOST升压电路,PFC控制电路,检测电路以及过流保护电路模块进行方案选择与论证。 (1)整流方案比较: 方案一:由于整流电路结构比较简单,所以可以采用二极管和电容搭建出模拟的全波整流桥,但是一般来说这样的电路效率不高,所以不采用。 方案二:采用集成整流桥,配合铝电解电容进行滤波。这种方案有比较成熟的芯片技术为基础,更加简单可靠。 (2)BOOST升压电路与PFC控制模块: BOOST基本的结构如下: / 使用通过控制S1的开合的占空比,可以调节电路的输出电压。这里采用脉宽调制技术(PWM)进行控制。 方案一:采用FPGA实现 通过对后级反馈回的信号采样计算,纯软件计算调整PWM波的占空比等控制参数,这样可以简化电路,减少功耗,降低材料和装配的成本,而且可减小干扰,但是程序设计复杂,限于本组知识和能力的限制,不选用该方案。 方案二:采用集成芯片实现 经查询资料,发现TI公司的功率因数校正芯片