内容发布更新时间 : 2024/11/19 13:34:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
工作过程为：电路接通后电压源稳定输出为36V，通过采样电压Uref与给定电压Ud求差比较，通过PI调节计算，与输出参考电流Iref与反馈电压比较，经过滞环使输入量的增加方向、减小方向到达同一量，产生PWM信号送到单片机，使输出电流相位跟随电压的变化，保证输出功率因数接近1，并使输出的电压满足指标要求。
图1 方案一电路示意图
方案二：将220V电压经变压器转换得到24V交流电，经过整流模块输出
直流，再通过Boost升压电路，选用IR2132驱动芯片控制电路的一路开关管的开通关断，改变电路中的控制输出电压，使电路输出36V直流稳压电源。
工作过程为：电路接通后，220V交流电压经过变压，整流，通过控制输入信号的占空，控制MOS管的开通关断时间，调节负载电压的大小。用霍尔测量电路电压、电流，A/D模块采集电压与电流瞬时值，用PI调节算法通过单片机，使电流跟随电压的变化，实现对功率因数的调节，并控制输出稳定的电压。
图2 方案二电路示意图
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2.1.2过流保护方案比较：
方案一：在输出电路中串入可自恢复保险丝，当电流大于2.5A时，自恢复保险丝由低阻抗转为高阻抗切断电路，电流降低后可恢复正常工作。
方案二：通过霍尔测量采样电阻两端计算出Io值，经A/D转换模块将电流值反馈给单片机，当检测电流值超过2.5A时，给主电路的断路器一个关断信号，切断主电路电源。
2.2方案选择：
方案一在控制电路中电流闭环系统构造复杂，对实现电路的功率因数的调节有很大影响。结合现有实验条件，选择方案2进行具体设计。
保护电路 AC220V 变压器 AC24V AC/DC整流 DC24V 负 载 MSP430 控 制 器 采样电路 显示电路
图3 系统工作原理图
电路接通后，220V交流电压经过变压，整流，输出直流电压，用霍尔测量
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采样电路电压ud*和实际直流电压ud比较后送入电压调节器，调节器输出直流电流指令信号id，id 和整流后的正弦电压相乘得到直流输入电流的波形指令信号i* ,该指令信号和实际电感电流信号比较后，再经过PI运算，便可输入直流电流跟踪指令值，这样交流测的电流波形将近似成为与交流电压同相的正弦波，使功率因数接近为1。
3．理论分析计算 3．1提高效率的方法
提高转换电路效率的方法，就要尽可能减少电路的各种损耗。由于本电路
对效率的要求很高，要达到95%以上，所以要考虑电路各个元器件的损耗。 （1）硬件方面：
在主电路上更换较粗的电源线减少电线的内阻损耗；
在选择电感，要选取粗的漆包线降低电感的电阻，选择专用的铁芯，以降低磁通密度，从而降低电感的损耗。
开关管的选取，选择开通频率高通态损耗低的开关管，一般选用ＭＯＳＦＥＴ开关管。当开关管的开通关断频率低可忽略开关损耗，如果在高频的情况下，考虑开关损耗。在开关管两端加上软开关，可以显著降低了开关损耗。 （2）软件方面：
通过软件的调节，是电压跟随电流变化，提高电路的功率因素，降低输入主电路的谐波，减少电流在电路中的损耗，从而提高电路的转换效率。
3．2功率因数的调整方法
开关电源电路中，电路的功率因数是由电压和电流的相位差φ决定，其值
为cosΦ=P/S，采用功率因数校正（Power Factor Correction ，PFC）,调整功率因数，对电流脉冲的幅度进行抑制，使电流波形尽量接近正弦波，根据采用的具体方法不同，可分为无源功率因数校正和有源功率因数校正。
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无源功率因数校正技术通过在二极管整流中增加电感、电容等无源原件和二极管原件，对电路的电流脉冲进行抑制，以降低电流谐波含量，提高功率因数。 这种方法的优点是简单、可靠，无需进行控制，而缺点是增加的无源原件一般体积比较大，成本比较高，而且功率因数仅能校正至0.8左右，明显不能满足要求。 有源功率因数校正技术采用全控开关器件构成的开关电路对输入电流的波形进行控制，使之成为与电源电压同相的正弦波，功率因数能够高达0.995，完全满足题目的要求。图4为降压型有源PFC电路，图5为升压压型有源PFC 电路
图4降压型有源PFC电路
图5压压型有源PFC电路
3．3稳压控制方法
电路稳定电压的方法：
（1）硬件稳压：在转换电路中，合理的增加电感和电容的数值，让二者相互匹配，从而使电路达到稳压的效果。
（2）软件稳压：在单片机内用PI运算。经过采样电路得到负载两端的
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电压，采样电路电压ud*和实际直流电压ud比较后送入电压调节器，经过A/D转换给单片机，与给定电压值进行PI调节，控制输出PWM波的占空比，使负载两端电压稳定给定值。即经过电压闭环的PI控制形成的PWM波，稳定负载两端的电压.
4．电路与程序设计
4．1主电路与器件选择
4.1.1设计思想：
本系统是一个输出36V的直流稳压电源，设计思想符合如下几条标准： （1）.尽量采用简洁可靠的软硬件环境，程序流程力求简单明了，从而充分利用现有资源，提高系统开发水平。
（2）.系统硬件电路模块化，便于硬件测试和电路查询。 （3）系统程序设计模块化，便于系统功能的各种组合和修改。
4.1.2主电路图：
主电路电源部分是由交流220V经过隔离部分、变压部分、滤波部分、稳压部分组成。
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