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摘 要:我们基于芯片UC3842,设计了一个高效的单相AC/DC转换电路,它是调整功率管工作于开关状态,DC/DC稳压反馈电路为系统,以开关电源控制器UC3842为核心,通过改变调整功率管导通和截止的时间比例来输出电压稳定。
輸出电压反馈采用“同步采样”方式,能有效避免电压尖峰对信号检测的影响,采用多种有效措施降低系统的电磁干扰(EMI),增强电磁兼容性(EMC),具有完善可靠的过流保护电路。
关键词:UC3842;高效;单相;AC/DC
1.前言
AC/DC电源就是输入为交流,输出为直流的电源变换器。例如我们常用的手机充电器、笔记本、平板电脑的电源适配器都是这种电源。提高AC/DC转换器效率,实现更好的节能性能的方法,是绿色能源的倡导。
2.电路设计
设计并制作如图1 所示的单相AC-DC 转换电路。输出直流电压稳定在36V,输出电流额定值为2A。
交流参数均为有效值,AC-DC电路效率 ,其中P0=U0I0,Ps=USIS。
负载调整率 ,其中Uo1为Io=0.2A时的直流输出电压,Uo2为Io=2.0A时的直流输出电压;电压调整率 ,U01为Us=20V时的直流输出电压,Uo2为Us=30V时的直流输出电压。
交流功率和功率因数测量可采用数字式电参数测量仪。
本系统主要由AC/DC整流模块、DC/DC升压模块、电压电流调整模块、过流保护、功率因素测量模块、显示模块以及功率因素校正模块组成,如图2所示。
3.电路原理
利用调整功率管UC3842工作于开关状态,通过改变调整功率管导通和截止的时间比例来稳定输出电压。
UC3842的特点:微调的振荡器放电电流,可精确控制占空比,电流模式工作到500KHZ,自动前馈补偿,锁存脉宽调制,可逐周限流,内部微调的参考电压,带欠压锁定,大电流图腾柱输出,欠压锁定,带滞后,低启动和工作电流,UC3842A 有16V(通)和10 伏(断)低压锁定门限,十分适合于离线变换器。UC3843A是专为低压应用设计的,低压锁定门限为8.5伏(通)和7.6V(断)。
用AT89S52单片机控制运算数据,在此用四位一体的共阳极数码管显示出功率因素的数值大小。通过对负载电流的采样并转换为电压信号,再与基准电压通过LM324进行比较,控制继电器的输入端,切断电路从而达到保护电路的作用。
当输出电流大于2.5A时,比较器取样进行比较,再将结果输出,给继电器一个触发的信号,切断电路,以此达到保护总体的电路。将UO稳定在36V,2A的状态下,待降至I=2.5A以下则恢复恒压输出。
4.测试数据
通过对电路板的绘制和制作,再对作品进行测量,实验数据如下:
通过以上实验数据可以看出,试验结果还是不错的,但还是不能完全达到预期目标,这可能是因为电路板元件的布局、焊接,以及各个元件的相互影响;电路的总体不够稳定,对输出有一定的影响。实际测量还是会存在一定的误差。
5.总结
本设计系统经过多次测量,基本上满足了预期的效果。在系统设计过程中,力求硬件线路简单明了,发挥软件功能,达到更好的效果。
在设计的过程中综合了所学的数字电路,模拟电路,单片机,C语言等,同时也应用到了Protel 99se软件画图和Protues软件仿真。
参考文献
[1] 康华光.电子技术基础(模拟部分).高等教育出版社,2006.01
[2] 康华光.电子技术基础(数字部分).高等教育出版社,2006.01
[3] 王兆安、刘进军.电力电子技术.机械工业出版社,2009.05
[4] 程国钢.51单片机典型模块开发.电子工业出版社,2012.05
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