基于UC3854的功率因数校正系统设计

基于UC3854的功率因数校正系统设计

摘要：功率因数是电力系统的一个重要的技术指标，功率因数校正（pfc）技术是电力电子技术的重要组成部分，并已经在越来越多的领域得到应用。本课题选择boost变换器为主电路，采用平均电流控制的uc3854集成电路控制器来实现功率因数校正系统用来提高功率因数。

关键词：功率因数校正 boost变换器平均电流控制 uc3854

中图分类号：tn 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0051-01

引言

近几十年来，由于大功率电力电子装置的广泛使用，使公用电网受到谐波电流和谐波电压的污染日益严重，功率因数低，为了提高功率因数，通常采用无功补偿﹑有源﹑无源滤波器等对电网环境进行改善。功率因数校正技术作为抑制谐波电流，提高功率因数的行之有效的方法，备受人们关注，成为电力电子学研究的重要方向之一。

基本原理

功率因数校正电路基本上是一个ac/dc变换器。一个标准的变换器利用脉冲波宽度调制技术来调整输入功率大小，以供应适当的负载所需功率脉冲波宽度调变器控制切换开关，将直流输入电压变成一串电压脉冲波，随后利用变压器和快速二极管将其转成平滑的直流电压输出。这个输出电压随即与一个参考电压进行比较，所产生

的电压差回馈至pwm控制器。这个误差电压信号用来改变脉冲波宽度的大小，如果输出电压过高，脉冲波宽度会减小，进而使输出电压降低，以使输出电压恢复至正常输出值。

系统工作原理

本系统的校正控制方式采取双环控制，“外环”电压环和“内环”电流环。其中，电流环使输入电流接近正弦，电压环使电路输出电压稳定，其输出直流电压经分压后作反馈电压送至电压比较器与基准电压比较后，其输出作为乘法器的一个输入，乘法器的另一个输入来自整流后的输入电压。另外，从电感和整流器连接端得到取样电流送到电流比较器的反相端，其输出直接加到pwm比较器的同相端。

而对于boost型有源功率因数校正电路主电路由单相桥式不控整流器和dc/dcboost变化器组成包括：电压误差放大器，电流误差放大器，乘法器比较器和驱动器等。

其校正电路也是利用上述功率因数校正的原理，而交流电源的电流是一个正弦波并与交流电压同相位。此时误差电压信号的调变是由整流后的交流电压和输出电压的变化来控制的，最后误差电压信号回馈至pwm控制器，当交流电压较高时，电路功率因数校正电电路就从交流电源吸取较多的功率；反之，若交流电压较低，则吸取较少的功率，可以抑制交流电流谐波产生。

uc3854是一种工作于平均电流的的升压型（boost）apfc电路，它的峰值开关电流近似等于输入电流，它包含了平均电流型控制所

需的全部功能，其特点是：控制升压pwm变换器的输入端功率因数达到0.99；限制电网电流失真小于5%；采用恒频控制。平均电流控制法为输入全波整流电压的电流和电压误差放大器的输出电压及前馈电压在乘法器中相乘，产生基准电流信号，在电阻口上产生的压降具有与输入整流电压相同的波形，输入电流通过电流采样电阻产生电流采样电压，它与电阻上的电压相减后加在电流误差放大器的输入端。由于电流环是无差的，因此，两个电阻的电压差等于零，迫使主回路电流跟踪输入整流电压的波形呈正弦波，从而可以校正功率因数。

总结

通过uc3854集成芯片采用平均电流型boost功率因数校正系统其控制方法采用双环控制，“外环”电压环和“内环”电流环。其中，电流控制环使输入电流接近正弦，电压控制环使电路输出电压稳定，其输出直流电压经分压后作反馈电压送至电压比较器与基准电压比较后，其输出作为乘法器的一个输入，乘法器的另一个输入来自整流后的输入电压此设计可以达到功率因数校正的目的。

参考文献：

[1]王云亮.电力电子技术[m].北京：电子工业出版社，2004.8

[2]李传琦.电力电子技术计算机仿真实验[m].北京：电子工业出版社，2007.1

[3]徐强.zvt boost 软开关变换器的仿真实验[j].04.9

[4]杨宾峰.功率因数校正电路的分析与设计[d].空军工程大学

学报，2001.4