单相AC-DC变换电路是电力电子领域中的一个重要组成部分，主要功能是将交流电源转换为直流电源，以供各类电子设备使用。在本电子设计大赛报告中，关注的重点是功率因数校正（Power Factor Correction, 简称PFC）技术，这是一种用于提升电网供电效率，降低谐波污染的技术。近年来，随着电力电子技术的发展，PFC技术受到了广泛的关注。
该系统的核心是采用MC9S12XS128微控制器作为主控芯片，它负责整个电路的管理和控制。MC9S12XS128是一款高性能的16位微控制器，具有丰富的外设接口和处理能力，适用于复杂的电力电子应用。主电路则采用了Boost拓扑，这是一种升压型转换器，能够将输入电压提升至所需的直流电压水平，同时在PFC过程中起到关键作用。
Boost PFC电路的工作原理是通过调整开关器件的占空比，使直流输出电流与输入电流同相，从而提高功率因数。在这个系统中，电压和电流霍尔传感器被用作测量元件，实时监测电路中的电压和电流值，这些信号经过模数转换后送入MC9S12XS128的AD口，微控制器根据这些数据计算功率因数，并生成脉宽调制（PWM）信号，以此来调整开关器件的开关频率，进而实现功率因数的校正。
通过实施功率因数校正，系统在满载运行时能够达到0.98以上的功率因数，这显著提高了能源利用率，降低了对电网的谐波污染。相比于传统的不可控整流电路，有源PFC不仅能够显著减少输出电流的谐波含量，还能够提供更高的功率因数，从而改善电网的质量。
此外，该系统还具备过流保护功能，当电流超过2.5A时，会自动触发保护机制，避免设备受损。同时，系统还提供了显示和操作界面，方便用户了解工作状态并进行必要的设置。
总结来说，本电子设计大赛报告详细介绍了基于MC9S12XS128微控制器和Boost拓扑的有源功率因数校正电路。这种设计通过精确的控制策略和传感器反馈，实现了高效、低谐波的AC-DC转换，为提高电力系统的整体效率和稳定性做出了贡献。同时，该系统还集成了多种保护机制，确保了设备的稳定运行，体现了电力电子设计的实用性和先进性。
