一种单相高功率因数整流器的设计

采用UCC28019 设计了一种新型单相功率因数整流器，分析了系统的工作原理，对主要模块进行了详细分析与设计。在升压储能电感设计中，采用一种新型薄铜带工艺绕制的Boost 储能电感，有效地减小了高频集肤效应、改善了Boost 变换器的开关调制波形并降低了磁件温升。350 W 的样机试验表明，该单相功率因数整流器设计合理、性能可靠，功率因数可达0. 993，具有较为广阔的应用前景。 【正文】 本文主要介绍了一种基于UCC28019设计的单相高功率因数整流器，旨在解决电力电子设备中的谐波污染和低功率因数问题。传统功率因数整流器存在技术复杂、设计繁琐、元件多、体积大、成本高等缺点，而UCC28019芯片的运用则可以简化设计，降低成本，并提供高效能的解决方案。 UCC28019是一款8引脚的连续导电模式（CCM）控制器，适用于低成本的功率因数校正应用。其特点是能够实现接近单位功率因数，同时具有宽泛的输入电压范围，适合0.1至2千瓦的功率因数整流器。在欠压锁定期间，起动电流低至200μA，通过调整VSENSE引脚的电压，可使系统进入低功耗待机模式。此外，UCC28019提供了多种保护机制，包括峰值电流限制、过电压和欠电压保护、过载保护等，确保系统在安全范围内运行。 该整流器的系统结构采用单相Boost升压电路，其中控制电路核心是UCC28019芯片。电压环和电流环组成的控制环路通过调节电流和电压反馈，实现输入电流的低畸变。平均电流放大器的非线性增益可根据全球范围内的交流输入电压进行调整。 在设计过程中，Boost升压电感的选择至关重要。电感的磁性材料、接法以及驱动电路的激励脉冲波形都直接影响到整流器的性能和效率。计算电感值时，通常以低输入电压和最大占空比为依据，考虑纹波电流的影响。例如，在本文的350 W样机设计中，输入电压为220 V，最低为85 V，输出直流电压为390 V，开关频率为50 kHz，根据公式计算，可以得出电感值约为713 μH。 通过350 W样机试验，该单相功率因数整流器表现出设计合理、性能可靠，功率因数高达0.993，证明了其在实际应用中的优越性。由于其高效的性能和紧凑的设计，这种整流器具有广泛的应用前景，尤其在电子竞赛和仪器仪表类应用中将发挥重要作用。 本文详细介绍了一种采用UCC28019的单相高功率因数整流器的设计方法，阐述了其工作原理、系统结构、主要组件设计及性能特点。通过优化电感设计和采用UCC28019芯片，实现了高功率因数、低谐波失真和良好的系统保护功能，为电源转换领域的高效能、低成本设计提供了新的思路。