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题目:单相ACDC变换电路(A题)
摘要
本设计综合考虑题目基本部分和发挥部分的指标要求,系统在ACDC变换电路中采用基于SG3525的推挽式升压对交流信号经过整流滤波后的直流信号进行升压变换;由AD芯片TLC549和单片机STC89C51组成系统测控与显示单元,采用液晶显示器1602作为系统的状态和运行数据显示屏。该系统由ACDC变换电路,功率因数提高电路,测量与显示等几个模块构成。通过实际测试,该系统在指定条件下能够使输出直流电压稳定在36V,输出电流额定值为2A;负载调整率,电压调整率,功率因数的测量与误差控制,输出过流保护功能等基本要求均得以实现;功率因数的校正达到了发挥部分的要求。另外,系统还增加了实时输出电压电流数据显示等实用功能。
一方案论证
1.DCDC升压方式的比较与选择
在ACDC变换电路中,先对交流电压进行整流滤波得到直流电压,在对其进行DCDC升压变换。因此首先选择DCDC升压方式。
方案一:全桥加DCDC变换方式。脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系,轮流通断。推挽式电源电压利用率高、输出功率大、能实现较大的升压比、两管基极均为低电平、输入输出隔离,驱动电路简单。主要缺点:变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高(至少是电源电压的两倍)。
方案二:全桥加滤波器变换方式。由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。主要缺点:使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路较复杂。
方案三:全桥和PFC以及DCDC变换方式。利用控制芯片输出的PWM波形来控制开关管的通断,并设计合理的主电路上的电感电容值来控制开关管的通断时间,从而达到升压的目的。这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。缺点:负载侧电流波动大。
综合考虑,我们选择方案一。
2.功率因数调整方案的比较与选择
方案一:有源功率因数校正电路。其得到的功率因数较高,可接近于1。而且有源功率因数校正电路工作于高频开关状态,体积小,重量轻,效率高。
方案二:无源有源功率因数校正电路。其得到的功率因数较低,只可使功率因数提高到0708,因此只适用于小功率电源。
综合考虑,我们选择方案一。
二理论分析与计算
在理论分析中,综合考虑题目的基本要求和发挥部分,本设计着重考虑效率的提高,功率因素数的调整以及稳压控制。
1.提高效率的方法
使用高效率的MOSFET管IRF540代替传统的双极型晶体管r