如何使用UCC28019进行高功率因数电源的设计

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标签:调节器(259)UCC28019(14)PFC(395)单片机(18969)

  该系统采用 TI 公司专用 PFC 整流控制芯片 UCC28019 作为控制核心,构成电压外环和电流内环的双环控制,构建了有源功率因数校正(PFC)的高功率因数整流电源。其中,电流内环作用是使网侧交流输入电流跟踪电网电压的波形与相位;电压外环为输出直流电压控制环,外环电压调节器的输出控制内环电流调节器的增益,使输出直流电压稳定。系统通过 IAP15F2K61S2 单片机控制模块实现系统功率因数、输出电压、电流的实时测量、人机交互、输出过流保护等功能。实际测试表明,该系统电路中的功率因数高于 0.98,检测误差绝对值小于 2%。

  电源设备在性能上一直在不断追求功率因数高、效率高、噪音低、且电磁兼容(EMC)合格。作为高性能电源功率模块,单相 AC-DC 变换器通过输入电流的高次谐波,提高电源输入功率因数、较好地抑制不可控整流、减小无功功率对电网的谐波污染,使电源设备很好地满足国家及行业相关标准,且可靠性高、一致性好,越来越得到人们更多的重视。本文就是基于采用 TI 公司开发的专用 APFC 芯片 UCC28019。该芯片振荡频率为 65KHZ,为了提高振荡频率的稳定性,避免外界干扰,振荡频率由内部固定。该芯片输出 PWM 波最大占空比 97%,,最大输出电压 12.5V,可直接驱动 MOSEFT ,8 脚灌电流(峰值电流)2.0A,拉电流(峰值电流)1.5A。另外,该芯片还具有输入过流、输入过压、欠压等多种保护功能,用在 BOOST 电路中能很好地进行有源功率因数校正,被校正电路功率因数趋近于 1,完全满足系统设计的要求。

  系统可分为功率因数调节(PFC)部分、数据采集部分、键盘与显示等部分。数据采集部分包括功率因数监测和输出电压、电流检测,功率因数调节部分负责提高系统的功率因数,键盘与显示则提供人机交互方式。当监测电流值大于 2.5A 时,系统过流保护动作。系统框图如下图 1 所示 :


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