基于UC3854的功率因数校正系统设计

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基于UC3854控制的CCM Boost PFC变换器设计

Co
2 2 f s Vo 1%
2 I diode _ max RMS
726 F
(3.8)
实际取Co=940uF,用两个470uF/450V电解电容并联得到。
3.2 控制电路设计
控制电路采用PWM平均电流模式功率因素控制器UC3854，输出电压反馈至11脚，同时4 脚对电感电流采样，由16脚输出PWM控制波形。本节主要对峰值电流限制、前馈分压网络、乘法器电路、开关频率、电流环以及电压环六部分进行参数设计。 3.2.1 峰值电流限制当 UC3854 的 2 号管脚小于零时，控制信号输出低电平使开关管截止，具体可以通过设计 Rpk1 和 Rpk2 的值来实现，如图 3.1 所示。先计算在最低输入时，检测电阻上流过的最大电流为
于振荡器电压下降斜率为 0.52V/uS，因此需要一个 6.24 倍的增益。于是 Rci 和 Rcz 需满足
Rcz Rci
6.24
(3.24)
实际中取 Rci=Rmo=5.6kΩ，Rcz=35kΩ。根据式(3.23)可求得环路的截止频率为
f ci
Vout Rs Rcz 400 0.25 35k 15.9kHz Vs 2 L Rci 5.2 2 1.2m 5.6k
vrs _ ovld Rpk 2

Vref Rpk1
(3.11)
实际取 Rpk1=10kΩ，Rpk2=1.8kΩ。当流过 Rs 的瞬时电流超过 5.5A 时，PKLMT 脚的电位下降至零，开关管截止，起到电流峰值限制的作用。 3.2.2 前馈分压网络前馈分压网络如图 3.2 所示，主要完成 Rff1、Rff2、Rff3、Cff1 和 Cff2 的取值。
3.1 主电路设计

基于UC3854控制的PFC技术的应用研究

基于UC3854控制的PFC技术的应用研究【摘要】近年来，功率因数校正技术已在大功率电力电子电路中得到了广泛应用，开关电源功率因数校正（Power Factor CorrectiON，PFC）技术作为用来抑制电网谐波污染及降低电磁污染的有效手段，正在成为电力电子技术研究的重点。

本文就采用PFC有源功率因数校正技术的目的进行了阐述，重点对UC3854集成电路的结构、PFC有源功率因数校正技术的工作原理进行了分析。

【关键词】UC3854；PFC；功率因数校正技术１采用功率因数校正技术的目的随着电力电子技术的发展，越来越多的电力电子设备接入电网运行。

这些设备的输入端一般是桥式整流和电容滤波电路，其二极管只有在输入电压大于直流输出电压时才导通，时间很短。

因此，输入电流是尖顶波，造成交流输入电流严重畸变，由此产生大量的谐波注入电网。

电网谐波电流不仅引起变压器和供电线路过热，影响电器的性能，并且产生电磁干扰，影响其他电子设备正常运行。

因此，许多国家和组织制定了限制用电设备谐波的标准，对用电设备注入电网的谐波和功率因数都作了明确具体的限制，这就要求生产电力电子装置的厂家必须采取措施来抑制其产品的谐波，提高功率因数。

抑制谐波的传统方法是采用无源校正，即在主电路中串入无源LC滤波器。

该方法虽然简单可靠，并且在稳态条件下不产生电磁干扰，但是，它有以下缺点：（１）滤波效果与电网阻抗、频率有关，动态性能差；（２）滤波元件可能会与电网阻抗发生并联谐振，导致系统无法正常工作；（３）滤波要求越高，滤波器体积越大。

解决上述问题的有效方法是在整流桥与滤波电容之间加一级功率因数校正环节。

在电力电子设备中采用功率因数校正(Power Filter Correction，PFC)技术，对于降低高次谐波电流及电网的干扰、提高设备效率、节约能源是十分必要的。

２有源功率因数校正的工作原理有源功率因数校正技术（Active Power Filter Correction，APFC，在本文中PFC亦指APFC），是在传统的整流电路中加入有源开关，通过控制有源开关的通断来强迫输入电流跟随输入电压的变化，从而获得接近正弦波的输入电流和接近1的功率因数。

UC3854的单级式功率因数校正

基于UC3854的单级式功率因数校正的研究*引言近年来，随着电子技术的发展，各种办公自动化设备，家用电器，计算机被大量使用，然而，在这些设备的内部都离不开一个共同的“心脏”——开关电源，即将市电转化为直流电源，以供给系统的需求。

在这个转换过程中，由于一些非线性元件的存在，导致输入的交流电压虽然是正弦的，但输入的交流电流却严重畸变，功率因数PF=0.67。

如图1所示。

图1.输入电压电流波形脉冲状的输入电流，含有大量的谐波，而谐波的存在，不但对公共电力系统产生污染，易造成电路故障，而且严重降低了系统的功率因数。

本课题基于此问题进行有源功率因数校正技术的模拟控制策略研究，设计了基于UC3854为核心的功率因数校正系统，实现了电源装置网侧电流正弦化，功率因数接近1，极大地减少了电流谐波，消除了对公共电力系统的污染。

1．主电路拓扑结构主电路采用单级功率因数校正器，主要是将PFC级和DC/DC变换级集成在一起，两级共用一只功率器件，它与传统的两级电路相比省掉了一只功率器件，增加了一个二极管。

系统拓扑如图2所示。

另外，其控制采用常规的PWM方式，相对简单。

图2.单级有源功率因数校正2.有源功率因数校正电路原理有源功率因数校正电路原理整流器输出电压u d 、升压变换器输出电容电压u C 与给定电压U *c 的差值都同时作为乘法器的输入，构成电压外环, 而乘法器的输出就是电流环的给定电流I *s 。

升压变换器输出电容电压u C 与给定电压U *c 作比较的目的是判断输出电压是否与给定电压相同，如果不相同，可以通过调节器调节使之与给定电压相同，调节器（图中的运算放大器）的输出是一个直流值，这就是电压环的作用。

而整流器输出电压u d 显然是正弦半波电压波形，它与调节器结果相乘后波形不变，所以很明显也是正弦半波的波形且与u d 同相。

将乘法器的输出作为电流环的给定信号I *s ，才能保证被控制的电感电流i L 与电压波形u d 一致。

基于UC3854高功率因素整流器的设计

２１年１０１２月
基于Ｕ３５Ｃ８４高功率因素整流器的设计
姜侦报，庭剑钟
（西电力职业技术学院，西南昌３０３）江江３０２
摘要：分析了由Ｕ３５Ｃ８４来实现一个通用交流输入得到固定的直流输出的３０整流器，０Ｗ首先阐述了有源功率因数
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第２４卷
第４期
江西电力职业技术学院学报
ＪｕａｆｉｎｘｃｔｎｌａｄＴｅｈｉａｌｇｆＥｅｔｃｔｏｒｌａｇｉｎｏＪＶｏａｉａｎｃｎｃｌｌｅｏｌｃｒｉｏＣｏｅｉｙ
Ｖ０ｌ４Ｎｏ４＿．２Ｄｅ．ｃ２０１１
ＡＦＰＣ系统主要由电磁干扰滤波器、整流电路、升压电路、控制电路及触发电路等组成，图１如所示。
１１１电磁干扰滤波器（ＭＩ的设计．．Ｅ）
图２为电磁干扰滤波器的基本结构，由，：，
１１控制电路双闭环模型的设计．２．ＡＦＰＣ控制回路的设计是主电路的核心部分，
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基于UC3854的功率因数校正电路设计

学号 14052101086毕业设计（论文）题目：基于UC3854的功率因数校正电路设计作者佘杨滨届别2009 届系别机械与电气工程系专业自动化指导教师荣军职称讲师完成时间2009年5月21日摘要本文介绍了功率因数校正Boost变换器的基本工作原理和Boost变换器常用控制芯片UC3854的工作原理，设计了基于UC3854的Boost变换器的控制电路。

该电路采用平均电流模型，它通过脉宽调制输出的一连串脉冲信号来控制电路中开关晶体管的导通与截止, 从而将输入电流与输出电压的相位重新调整到同相的状态, 最终达到功率因数校正的目的。

通过比较和分析得知，该电路在有源功率因数校正方面有着结构简单，适应范围广等优点。

关键词：有源功率因数校正（PFC）； Boost控制电路； UC3854ABSTRACTThis paper introduces the Power Factor Correction Boost converter's basic working principle and the working principle of common control chip UC3854 of Boost converter , designing the control circuit what based on the UC3854 of Boost converter .Using the average current model, UC3854 controls the state of the switching transistor in the circuit by outputting a series of PWM(Pulse Width Modulation) signals. By this mean, it readjusts input current and output voltage to synchronization, thus fulfilling power factor correction. Through comparison and analysis we know that the circuit in the active power factor correction has a simple structure and wide range adaption and so many advantages. Keywords:active power factor correction(PFC); boost control circuit; UC3854目录摘要......................................................................................................................................................................................I ABSTRACT.........................................................................................................................................................................II 目录....................................................................................................................................................................................III 1 绪论. (1)1.1 开关电源概述 (2)1.2 谐波电流对电网的危害 (2)1.3 功率因数校正的意义 (3)1.4 总体方案设计与论证 (4)1.5 系统的技术指标和系统构成 (4)1.5.1 系统的技术指标 (5)1.5.2 系统的总体构成 (5)2 Boost升压型变换器的主功率电路的设计 (5)2.1 功率因数（FC）的定义和实现方法 (5)2.1.1 功率因数的定义 (5)2.1.2 功率因数校正(PFC)实现方法 (6)2.2 有源功率因数校正校正（APFC）原理 (6)2.2.1 有源功率因数校正技术的研究现状 (6)2.2.2 有源功率因数校正原理 (7)2.2.3 有源功率因数校正技术的分类 (8)2.3 Boost升压型变换器工作原理和控制方式 (9)2.3.1 Boost变换器的工作原理 (9)2.3.2 Boost变换器常用控制方式 (11)2.4 主功率电路主要元器件的参数设计 (12)2.4.1 升压电感设计 (12)C2.4.2输出电容的选择 (13)2.4.3 功率开关与二极管 (14)3基于UC3854控制电路的设计 (14)3.1 UC3854控制器的内部结构和功能特点 (14)3.1.1 UC3854控制器的内部结构介绍 (14)3.1.2 UC3854控制器各引脚的功能 (15)3.2 UC3854控制电路各参数的设计 (17)3.2.1 UC3854中的前馈作用 (17)3.2.2 电流的感测 (18)3.2.3 峰值电流限制 (19)3.2.4 乘法器的设定 (20)3.2.5 前馈电压信号 (21)3.2.6 乘法器的输入电流 (22)3.2.7 振荡器的频率 (23)3.2.8 电流误差放大器的补偿 (23)3.2.9 电压误差放大器的补偿 (24)3.3 谐波失真预计 (25)3.3.1 谐波的产生 (25)G3.3.2 衰减量 (25)ff4结束语 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)1 绪论70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，但是电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变，不但大大降低了系统的功率因数，还引起了严重的谐波污染。

基于UC3854的有源功率因数校正电路

ＫｅｒｓＦ；ＰＣ；￣／Ｃｃｎｅｔｒｓｕｏｄｌｅｃｍａｋｃｒｅｔｙｗｏｄ：ＰＡＦＩＤｖｒｅ；ｉｓｉａｂｎｈｒｕｒｎｏｎ
０引言
２０Ｖ交流经整流供给直流是电力电子技术及电２子仪器中应用极为广泛的一种基本变流方案。这种方案即是ＡＣ电源经二极管桥式整流后加一大电容滤波得到脉动较小的ＤＣ电源。其二极管只有在输入电压大于滤波电容两端电压时才会导通，通时间很短。导输入电流是尖顶波且有严重畸变，由此会产生大量有害的谐波，导致输入端功率因数下降，无功功率比例加
：１ｏｓ１ｃ￣ｆ３、
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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大。这样不仅增加交流电源容量，变压器和供电线使
路过热，影响电器的性能，且产生电磁干扰，响其并影
式中，Ｕ表示输入电压有效值；ｏ（为输入电压和基ｃｓｐ波电流之间的位移因数；Ｊ称之为输入电流畸变因Ｊ／数。可见功率因数由电流畸变因数位移因数决定。ｃｓ低，表示用电电器设备的无功功率大，备利ｏ（则ｐ设用率低，导线、压器绕组损耗大。同时，Ｊ值低，变Ｊ／
分量和各次谐波分量的有效值。总谐波畸变（ＴＨＤ）

基于UC3854的两级有源功率因数校正电路的研究的开题报告

基于UC3854的两级有源功率因数校正电路的研究的开题报告一、研究背景随着电力消费的增加，电力系统中存在着越来越多的非线性负载设备，这些设备对电网带来了极大的影响。

其中，最严重的问题就是功率因数过低，不仅浪费了电能，而且还会对电网造成电压波动和设备损坏等问题。

为此，需要进行功率因数校正，以提高系统的效率和稳定性。

二、研究内容本文将基于UC3854芯片设计一种两级有源功率因数校正电路。

该电路采用交错方法，具有较高的效率和稳定性。

在设计过程中，首先需要对UC3854芯片进行深入研究，了解其特点和应用范围。

然后，根据系统需求，选择合适的器件和参数进行电路设计，并进行模拟分析和实验验证。

三、研究意义有源功率因数校正技术已经被广泛应用于各种电力系统中，可以有效提高系统的效率和稳定性，减少电能浪费。

本文的研究将基于UC3854芯片设计一种高效稳定的功率因数校正电路，为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。

四、研究方法本研究将采用理论研究、软件仿真和实验验证相结合的方法，具体分为以下几个步骤：1. 理论研究：对UC3854芯片进行深入研究，了解其特点和应用范围，研究有源功率因数校正的原理和方法。

2. 软件仿真：根据系统需求，选择合适的器件和参数进行电路设计，在Multisim等软件中进行模拟分析，优化电路结构和参数。

3. 实验验证：将设计好的电路搭建成实验系统，进行性能测试，验证电路的可行性和效果。

五、预期结果本研究的预期结果是设计出一种高效稳定的有源功率因数校正电路，具有低成本、小体积、高精度、高可靠性等特点。

同时，将探讨该电路的拓扑结构和性能参数，为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。

基于UC3854的有源功率因数校正电路

基于UC3854的有源功率因数校正电路
张波
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2007(24)2
【摘要】文中介绍了谐波存在的危害和APFC控制常用的专用集成芯片UC3854的内部结构及其工作原理,论述了有源功率因数校正的基本工作原理及其控制方式和优越的性能,给出了功率因数和THD的定义及UC3854典型应用电路和实测结果.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】张波
【作者单位】苏州市职业大学电子信息工程系,江苏,苏州,215104
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.基于UC3854有源功率因数校正电路的设计 [J], 石宏伟
2.UC3854在有源功率因数校正电路中的应用 [J], 孔凡东
3.采用UC3854的有源功率因数校正电路 [J], 路秋生
4.采用UC3854的有源功率因数校正电路 [J], 路秋生
5.基于UC3854 BN的功率因数校正电路研究 [J], 储剑灵;张佳佳;韦莉;姚勇涛;张逸成
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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。