開(kāi)關(guān)電源的有源功率因數校正電路設計
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時(shí)間：2012-04-23
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3．2 主要參數的設計
1)開(kāi)關(guān)頻率的選擇 開(kāi)關(guān)頻率高可以減小APFC電路的結構尺寸，提高功率密度，減小失真；但頻率太高會(huì )增大開(kāi)關(guān)損耗，影響效率。在大多數應用中，20～300 kHz的開(kāi)關(guān)頻率是一個(gè)較好的范圍。本設計中開(kāi)關(guān)頻率選擇為80 kHz，這樣電感量的大小合理，尖峰失真小，電感的物理尺寸較小，MOSFET和Boost二極管上的功率耗損也不會(huì )過(guò)多。
2)升壓電感設計 輸入電壓最小時(shí)電感電流最大，所以計算電感時(shí)選取該時(shí)刻為計算點(diǎn)。電感的大小還和開(kāi)關(guān)中允許的紋波有關(guān)，允許的紋波含量越多，電感值越小。本設計中選紋波含量為線(xiàn)電流峰值的20％。最大的線(xiàn)電流峰值ILIN(PK)發(fā)生在最小的輸入電壓時(shí)，D為電流峰值時(shí)的占空比。
考慮安全裕量，實(shí)際設計中取升壓電感L=470μH。
3)輸出電容的選擇 輸出濾波電容C起濾波和平滑輸出直流電壓，減小其脈動(dòng)的作用。輸出電容的大小和開(kāi)關(guān)頻率、紋波電流、二次諧波電流、輸出直流電壓、輸出紋波電壓、功率及輸出保持時(shí)間有關(guān)。電容一般要采用低損耗，高紋波電流型的電解電容，容值C為：
式中：ω0為市電角頻率；△Vo為允許輸出直流紋波電壓(V)。
本設計中輸出電容C0取值2 200μF／450 V。
4)開(kāi)關(guān)管的選擇 由于開(kāi)關(guān)頻率大于20kHz，所以選MOS管。對MOS主要關(guān)心的是導通損耗，應選導通電阻小的MOS管。開(kāi)關(guān)管的額定電流必須大于電感上電流的最大峰值，并留有一定的裕度。因此選擇IRFP460，UDSS=500 V，RDS(ON)=0．27 Ω，ID=20 A。
5)升壓二極管的選擇 選反向恢復時(shí)間小，高頻快速恢復二極管。二極管的額定電流必須大于電感上電流的最大峰值，并留有一定的裕度。因此選擇APT30S60B，30 A／600 V，反向恢復時(shí)間25 ns(要求小于75 ns)。
3．3 控制電路的選擇
1)UC3854BN的內部結構
在具體的電路設計中，控制電路選用UC3854BN芯片，其主要特點(diǎn)是：PWM升壓電路，功率因數達到0．99，THD5％，適用于任何開(kāi)關(guān)器件，平均電流控制模式，恒頻控制，精確的參考電壓。其內部結構如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177448.htm
由圖2可知，UC3854內部包括：電壓誤差放大器，模擬乘法／除法器，電流放大器，固定頻率脈寬調制器，功率MOS管的門(mén)級驅動(dòng)器，過(guò)流保護的比較器，7．5 V基準電壓，以及軟起動(dòng)，輸入電壓前饋，輸入電壓箝位等。
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