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在单级功率因数校正变换器[1]中,PFC级和DC/DC级共用一个开关管和一套控制电路,在获得稳定输出的同时实现功率因数校正。这种方案具有电路简单、成本低的优点,适用于小功率场合。本文介绍了一种单级PFC变换器的基本原理及其设计过程。
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单级功率因数校正(单级功率因数校正(PFC)变压器的设计变压器的设计
在单级功率因数校正变换器[1]中,PFC级和DC/DC级共用一个开关管和一套控制电路,在获得稳定输出的同时
实现功率因数校正。这种方案具有电路简单、成本低的优点,适用于小功率场合。本文介绍了一种单级PFC变
换器的基本原理及其设计过程。
1引言引言
为了减少对交流电网的谐波污染,国际上推出了一些限制电流谐波的标准,如IEC 1000- 3-2,它要求开关
为了使输入电流谐波满足要求,必须加入功率因数校正(
在
2单级单级PFC变换器变换器
单级PFC变换器的原理图如图1所示,是一种基于脉宽调制(PWM)的变换器。变换器的PFC级采用Boost电感电路,而
DC/DC级采用双管单端正激电路结构。
PWM集成芯片采用了UC3842,是一种电流型控制的专用芯片,具有电压调整率高、外围元器件少、工作频率高、启动电流
小的特点。其输出驱动信号通过隔直电容,连接在驱动
变换器的过流保护由电阻R9检测到开关管的过流信号,封锁UC3842的输出信号,实现过流保护。电压负反馈控制由电阻R12
和R13获得输出电压信号。
变换器的工作原理简述如下:当变换器接通电源时,输入交流电压整流后的直流电压经电阻R17降压后,给UC3842提供启动
电压。进入正常工作后,二次绕组N3提供UC3842的工作电压(12 V);绕组N2的高频电压经整流滤波,由TL431获得偏差
信号,经光耦隔离后反馈到UC3842,去控制开关管的导通与截止,实现稳压的目的。在一个开关周期Ts内,控制Boost电感
工作在不连续导电模式(DCM)下,使得输入电流波形自然跟随输入电压波形,从而实现了功率因数校正。
3变换器的设计变换器的设计
3.1 EMI滤波器的设计滤波器的设计
EMI滤波器能有效地抑制电网噪声,提高电子仪器、计算机和测控系统的抗干扰能力及可靠性[2]。单级PFC变换器的PFC级工
作在不连续导电模式下,其输入电流波形为脉动三角波,因此其前端需添加EMI滤波器以滤除高频纹波。
EMI滤波器电路如图1所示,包括共模扼流圈(亦称共模电感)和滤波电容。共模电感主要用来滤除共模干扰,其电感量与
EMI滤波器的额定电流有关。本文中的单级PFC变换器的额定电流为1 A,取共模电感值为15 mH。滤波电容C11和C13主要滤
除串模干扰,容量大致为0.01μ F~0.47 μ F。C14和C15跨接在输入端,并将电容器的中点接地,能有效抑制共模干扰,容量
范围是2200 pF~0.1 μ F。
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