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基于UC3854的Boost APFC电路设计与仿真

030720134 张文彬

一、设计要求

1、最大输出功率为 Pom=250W

2、输入交流典范范围UN=（80～270）V 3、电网频率范围为：f=（47～65）Hz 4、输出直流电压：Uo=400V 5、控制电路载波频率fc=100kHz 6、网测输入电流峰值INm=4.42|U=80V

N

7、网侧功率因数二、设计过程： 1、电感选择：

假设输入功率等于输出功率，则最大的线电流峰值：

Ipk??2?PinVinmin

?4.419

一般取最大峰值电流的20%为电感电流纹波，所以 输入最小电压的峰值为Vinp=113V 计算得到最大占空比：D

最终取D=0.718

电感最终L=1mH

L??Vinp?Dfs??I?I??0.2?Ipk?0.884D??Vo?VinpVo2、选择输出电容：Co

Co的典型值为每瓦特1uF到2uF之间，如果考虑维持时间，则使用如下公式：

取Pout=250W，

Co??2?Pout??t(Vo)2??V1?2，V1=350V，则得到Co=453uF，最终取Co=450uF

3、电流检测电阻，在本次设计中采用电阻检测电流，设计起来简单方便，但是在大功率的情况下，使用电阻检测法带来的损耗大，可以考虑使用比流器法。使用电阻检测法的典型压降值为1V，即Vrs=1 V 。 先找出电流峰值：Ipk（max）

Ipkmax??Ipk??I2计算得到Ipk（max）=4.86A，实际计算参数时，取Ipk(max)=5A Rs=Vrs/Ipk(max)=0.2 。实际设计电路中，选取Rs=0.25 故Vrs（pk）=1.25V

4、设定独立的电流峰值限制，这里的Rpk1和Rpk2为分压电路的电阻。 选择一个过载电流的峰值：Ipk(ovld)；Rpk1的典型值为10K。

Vrsovld??Ipkovld?Rs计算得到：Vrs(ovld)=1.4V 根据：

得到Rpk2=1.8K 5、乘法电路的设定

乘法电路的操作可由下述方程得知，Imo是乘法电路的输出电流，Km为1，Iac是乘法电路的输入电流，Vff是前馈电压，而Vvea是电压误差放大器的输出。

Imo??Km?Iac??Vvea?1?(Vff)2Rpk2??Vrsovld?Rpk1Vref（1）前馈电压的分压电路：将输入电压Vin的均方根值转为整流输入电压的平均电压值。在Vin(min)时，Vff的电压值必须为1.414V，而在另一分压节点Vffc必须为7.5V。而Vin的平均值可由下述的方程求的，其中Vin(min)是交流输入电压的端的均方根值：

Vff??Vinav??Vinmin?0.9?72Vinav?Rff3Rff1?Rff2?Rff3

??Vinav?Rff3Rff1?Rff2?Rff3?Vffc??Vin?av??Rff2?Rff3Rff1?Rff2?Rff3于是得到取Rff1=910K，Rff2=91K，Rff3=20K （2）电阻Rvac的选择。找出最大输入线电压峰值 Vpk(max)=

Vin(max)=270V,计算得到Vpk(max)=382V

乘法电路最大输入电流的在分压后为600uA 因此：

，计算得到Rvac=636K,在实际电路中，选取Rvac=620K

，实际电路中选用Rb1=150K。

（3）电阻Rb1的选择：Rb1=0.25（4）电阻Rest 的选择。

电流Imo不能比流经Rest上的电流大出2倍，要先找出在Vin（min）是的乘法电路的输入电流Iac，然后计算得到Rest。 Iac(min)=

Rest=

最终算得Rest=10.5K，实际电路中选用电阻Rest=10K。

（5）电阻Rmo的选择。在输入电压为最低值时，电阻Rmo两端的电压必须与电阻Rs在达到电流峰值限制时两端的电压相同 Rmo=

6、振荡频率： Ct

，最终选取Rmo=3.9K 。

最终求得Ct=1.25nF 7、电流误差放大器的补偿。

（1）在开关切换频段的放大器增益：计算电感电流下降时在检测电阻两端所造