单相ACDC变换电路文档格式.docx

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关键词：

MSP430F169；

UCC28019；

AC-DC变换；

功率因数

2方案设计与论证

2.1总方案设计

设计并制作如图所示的单相AC-DC变换电路。

输出直流电压稳定在36V，输出电流额定值为2A。

图2-1系统总框图

2.2功能描述

2.2.1基本要求

（1）在输入交流电压Us=24V、输出直流电流Io=2A条件下，使输出直流

图3.4单相桥式全波整流电路

方案3：

单相PWM整流电路

该电路同样利用了二极管单向导电性，电容电感滤波，最后负载上输出值流，电路如图3.5所示。

图3.5单相PWM整流电路

方案选择：

在单项半波整流电路中，变压器中有直流分量流过，降低了变压器效率，整流电路的脉动成分太大，对滤波电路要求太高，只适用于小电流整流；

而单项PWM整流电路是升压型整流电路，其输出直流电压可以从交流电源电压峰值附近向高调节，如果向低调节就会使电路性能恶化，以致不能工作；

单项桥式整流电路是目前使用最多的整流电路，其输出直流电压比单项半波高，输出电压脉动比单项半波小，变压器利用率高，所以我们选择了方案2。

3.3电压互感器采样模块：

电压互感器利用的是电磁感应原理，是由闭合铁芯和绕组组成，对电路电压进行采样。

图3.6电压互感器采样电路图

3.4电流互感器采样模块：

电流互感器运行情况相当于二次侧短路的变压器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，对电路电流采样。

图3.7电流互感器采样电路图

3.5辅助供电部分

辅助电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。

为整个系统提供+5V和+12V电压，确保电路的正常稳定工作。

这部分电路比较简单，都采用LM2596实现，原理图如图3.8所示：

图3.7LM2596辅助供电电路图

4软件与算法设计

4.1程序功能描述与设计思路

1、程序功能描述

根据题目要求软件部分主要实现显示功能。

显示部分：

显示功率因数。

2、程序设计思路

系统软件控制功率因数测量部分的侧相电路工作。

上电后，系统进行初始化，然后调用取样子程序，检测当前电压电流的相位差，根据测量公式显示功率因数。

4.2程序流程图

主程序流程图和计算公式流程图如图4.1所示：

图4.1程序流程图

5系统测试与结果

5.1测试仪器

电路测试中使用的仪器设备及其用途如表1所示。

序号

仪器名称

数量

用途

1

数字示波器

测试电源驱动波形及纹波

2

直流稳压电源

开关电源供电

3

数字万用表

测试

4

10欧100W负载

测试开关电源功率

表1电源部分测试使用仪器

5.2测试方法

系统硬件方案完成后，各模块焊接，检测完毕后，连线无误，再逐步对各模块进行测试。

5.3测试结果

表4系统数据测试

参考文献

[1]周洁敏等.开关电源磁性元件理论及设计[M].北京航空航天大学出版社，2014

[2]谭浩强.C语言程序设计教程[M].清华大学出版社，2007

[3]王守华等.模拟电子技术.[M].西安电子科技大学出版社，2011

[4]董敏等.数字电子技术.[M].西安电子科技大学出版社,2010

[5]SanjayaManiktala.精通开关电源设计（第二版）.[M].人民邮电出版社，2013

[6]王水平、贾静等.开关稳压电源原理及设计.[M].人民邮电出版社，2008

[7]http:

//

[8]

[9]李智奇.MSP430系列超低功耗单片机原理与系统设计[M].西安电子科技大学出版社,2008.

[10]王兆安、刘进军主编《电力电子技术》第五版[M].机械工业出版社

附录1：

电路原理图

图1第一级PFC系统原理图

图1第二级DC-DC系统原理图