首页 | 期刊简介 | 编辑部 | 广告部 | 发行部 | 在线投稿 | 联系我们 | 产品信息索取
2024年3月29日星期五
2011年第01期
 
2010年第12期
 
2010年第11期
2010年第11期
 
2010年第10期
2010年第10期
 
2010年第09期
2010年第09期
 
2010年第09期
2010年第08期
 
2010年第07期
2010年第07期
 
2010年第06期
2010年第06期
 
2010年第05期
2010年第05期
 
2010年第04期
2010年第04期
 
2010年第03期
2010年第03期
 
2010年第02期
2010年第02期
 
2010年第01期
2010年第01期
 
2009年第12期
2009年第12期
 
2009年第11期
2009年第11期
 
2009年第10期
2009年第10期
 
2009年第9期
2009年第9期
 
2009年第8期
2009年第8期
 
2009年第7期
2009年第7期
 
2009年第6期
2009年第6期
 
2009年第5期
2009年第5期
 
2009年第4期
2009年第4期
 
2009年第3期
2009年第3期
 
2009年第2期
2009年第2期
 
2009年第1期
2009年第1期
 
2008年第12期
2008年第12期
 
2008年第11期
2008年第11期
 
2008年第10期
2008年第10期
 
2008年第9期
2008年第9期
 
2008年第8期
2008年第8期
 
2008年第7期
2008年第7期
 
2008年第6期
2008年第6期
 
2008年第5期
2008年第5期
 
2008年第4期
2008年第4期
 
2008年第3期
2008年第3期
 
2008年第2期
2008年第2期
 
2008年第1期
2008年第1期
用微控制器控制的400W数字PFC升压变换器
400W Digital PFC Boost Converter Controlled by A Microcontroller
■山东沂光电子股份公司高级工程师 杨建得
近十几年中,基于功率因数校正(PFC)控制IC的有源PFC技术在开关电源、变频调速器和荧火灯交流电子镇流器等领域中得到广泛应用。这类有源PFC都能在桥式整流器输入端产生与AC输入电压同相位的正弦波电流,系统功率因数接近于1。

数字PFC技术则产生非正弦波AC输入电流。通过对非正弦波电流的整形,同样能使电流谐波满足IEC1000-3-2(或EN6100-3-2)等标准的要求,使线路功率因数达0.99以上。

一种输出功率为400W的数字PFC电路如图1所示。这种数字PFC预调整器为减小输出电容器容量和体积,亦即为在同样的输出功率下有较小的输出电流,也采用了升压拓朴结构。该数字PFC升压变换器采用ST90E30标准型微控制器和开关电源用电流型PWM控制器UC3843进行控制。虽然该电路要比以PFC控制IC为中心的有源PFC升压变换器复杂一些,并且只利用了ST90E30一个多功能定时器和A/D转换器的三个通道,但微控制器的其它空闲功能,可用于控制和管理与PFC预调整器相连接的象三相感应电机驱动这类逆变器。从这个意义上讲,数字PFC电路成本虽有所增加,但从整个系统成本与性价比来看,反倒是提高了。

数字PFC升压变换器中的UC3843和ST90E30的工作电压,由降压变压器TR1、桥式整流器(D6)和稳压器TDA8139等组成的DC稳压电源提供。图1所示的数字PFC电路的工作原理,可以用图2所示的简图来说明。图2中的L为升压电感器、T为PFC功率开关(MOSFET)、Rs为电流感测电阻、D为升压二极管、Co为输出电容器。微控制器(ST9)的A/D转换器分别监测由电阻分压器采样的100Hz的全波整流直流正弦半波输出电压和PFC升压变换器的DC输出电压。数字PFC预调整器包含DC输出电压调节环路和电流调节环路,以使DC输出电压在负载变化时能保持恒定并整形电流波形,使电流谐波含量在标准规定的限制之内。UC3843内的比较器和触发器及其驱动的MOSFET,控制电流调节环路的电流波形。在电压调节环路中,ST9的一个信道的PWM输出经滤波产生一个参考电压Vref,Rs两端产生的电流感测电压与Vref进行比较,以限制AC输入电流的峰值。来自ST9的时钟信号使通过MOSFET的电流保持同步,在时钟上升沿上,触发器置位,MOSFET导通。当开关电流达到限制值时,触发器通过比较器复位,MOSFET截止。为完成静态和动态输出电压的调整,ST9利用输出电压两个相邻的取样计算静态和动态电压误差及其变化率,通过改变占空因数进行误差补偿。对电压检测的抗干扰能力及对AC输入电压的跨零检测,由ST9的软件保证。与此同时,微控制器的A/D转换器利用软件支持,还提供输入欠电压、输出过电压及短路检测与保护等功能。

数字PFC升压变换器在AC电压输入端产生与其同相位的非正弦波电流,如图3所示。通过控制电流峰值和上升沿及下降沿的时间及幅度,能使电流谐波含量低于标准规定限制。

采用数字PFC与不带PFC时比较,AC输入电流与电压保持同相位,峰值电流由7A降至2.2A,有效值电流由3A降至1.8A,2次和3次谐波分别由2A和1A降至0.07A和0.25A,1 39次谐波全部符合标准要求,系统功率因数由0.6左右提高到0.99,输出电压波降低50%以上,在输入电压从140V到300V变化时,输出电压变化低于2%。

         
版权所有《世界电子元器件》杂志社
地址:北京市海淀区上地东路35号颐泉汇 邮编:100085
电话:010-62985649
E-mail:dongmei@eccn.com