毕业设计（论文）-具有PFC功能的ACDC开关电源设计.doc

20132013 届本科生毕业届本科生毕业 论文论文 分类号：分类号：TD528TD528 题目：题目：具有具有 PFCPFC 功能的功能的 AC/DCAC/DC 开关电源设计开关电源设计 作作 者者 姓姓 名：名： 学学 号：号： 系系 ( (院院) )： 机械与电子工程学院机械与电子工程学院 专专 业：业： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 指导教师姓名：指导教师姓名： 指导教师职称：指导教师职称： 讲讲 师师 20122012 年年 1212 月月 2020 日 摘 要 本文介绍的是具有PFC功能的开关电源，详细地介绍了功率因数校正的相关知识。 目前，PFC应用于各种不同的领域，其中如何强制电流按照电压的正弦规律变化而变 化等问题最为关键。这些设备的内部需要一个将交流电转化为直流的电源部分。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，包含大量谐波。而谐波的存在，不但降低了输入电 路的功率因数，而且对公共电力系统产生污染，造成电路故障。采用现代高频功 率变换技术的功率因数校正(PFC)技术是解决谐波污染最有效的手段。在本文中采用 了UC3854作为控制芯片，进行功率因数校正。功率因数校正的目的，就是采用一定 的控制方法，使电源的输入电流跟踪输入电压，功率因数接近为1。 关键词：功率因数； UC3854； 开关电源 ABSTRACT This paper introduces the PFC function switch power supply, introduces the related knowledge of power factor correction. At present, PFC application in various fields, including how to force current according to a voltage sine law of the variation of the most critical. The devices internal need an AC into DC power supply section. During this transfer, due to some nonlinear elements exist, leading to the AC input voltage is sinusoidal, but the input AC current is a serious distortion, contains a large amount of harmonic. While the existence of harmonics, not only to reduce the input power factor of the circuit, but also to the public power system pollution, causing the circuit fault. Using modern high-frequency power conversion technology of the power factor correction ( PFC ) technique is a most effective means to solve the harmonic pollution. In this paper uses UC3854 as control chip, power factor correction. Power factor correction purposes, is the use of a certain control method, so that the power supply input current tracks the input voltage, the power factor close to 1. Key words: Power factor; UC3854; Switching power supply 目 录 1. 绪论.1 1.1 开关电源的基本原理介绍 .1 2具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案.2 2.1 系统设计方案 .2 2.2 功率因数校正技术(PFC) .2 2.2.1 功率因数校正技术大致可分为无源和有源两类 .2 2.3 软开关技术 .4 2.3.1 软开关技术原理 .4 2.3.2 软开关技术的基本实现方法 .6 2.4 本章小结 .7 3. 功率因数校正（PFC）器设计.8 3.1 UC3854 介绍.8 3.2 APFC 控制电路设计.8 3.2.1 电路基本组成 .8 3.2.2 保护输入部分 .9 3.2.3 控制输入部分 .9 3.2.4 PWM 频率设定.9 3.3 APFC 主电路参数设计.10 3.3.1 升压电感参数设计 .10 3.3.2 输出电容参数设计 .10 3.3.3 整流桥、开关管和二级管的参数设计 .11 4.保护电路设计.12 4.1 输入欠过压、输出过压保护电路设计 .12 结 论.13 致 谢.14 参考文献.15 宿州学院毕业设计 1 绪论 1 1 绪论 1.1 开关电源的基本原理介绍 如图 1 所示，开关电源采用了功率开关管，在电路中开关管按一定的频率处 于开通和关断两种状态的不断切换中，通过由放大、比较、取样、放大和基准电路 组成的反馈电路控制开关状态来实现稳压。 图 1 开关电源的基本结构框图 开关电源使用了半导体器件作为功率开关管，让功率管处于开和关的不断切换 中，开关电源稳压是通过调整功率开关管的占空比达到稳压和变压的目的。50Hz 的电网电压直接经过整流滤波电路变为直流电压，再通过 DC-DC 开关变换电路变为 需要的直流电压范围，并通过反馈电路实现电路的稳压。 开关电源的主要优点： （1）由于没有采用工频变压器的笨重设计，同时开关管也省去了散热器，因此开关 电源的体积较小，重量较轻。 （2）功率开关管周期性地导通和截止，工作的频率大大提高，这样开关电源的功耗 明显降低，效率大幅提升到 80%以上。 （3）开关电源的工作频率一般为 20KHz 以上，比线性电源的频率大大提高，滤波的 效率大幅提升，因此滤波电容就不再需要大容量，这样电容的体积减小。一般来讲， 开关电源的电容容量只需要线性电源的千分之一。 （4）当电网电压大幅波动时，开关电源能够通过反馈电路来调整开关管的占空比从 而调节输出电压，有调频和调宽两种方式实现补偿，因此能够输出稳定的直流电 压，所以开关稳压电源的稳压范围宽，能够达到很好的稳压效果。 （5）有多种电路拓扑方式供选择，比如：按激励方式有自激和他激，按端口分有单 端和双端，按是否隔离有隔离和非隔离，按调整方式有调频和调宽。 宿州学院毕业设计 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 2 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 2.1 系统设计方案 本设计主要由市电输入、电网滤波、整流桥、PFC 电路、等组成。输入整流电 路将交流电通过整流模块变换成含有脉动成分的直流电，然后通过 PFC 电路将脉动 的直流电变为较平滑的直流电，同时，使网侧电流、电压同相位。电流呈现为正弦 波，达到提高功率因数的作用。如图2-1为系统设计框图。 图2 开关电源原理方框图 2.2 功率因数校正技术(PFC) PFC 的英文全称为“Power Factor Correction” ，意思是“功率因数校正” ， 功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以 总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度， 当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。 2.2.1 功率因数校正技术大致可分为无源和有源两类 （1）无源 PFC：对于早期的无源 PFC，电网输入端先串联笨重的大电感器、大 电容。而之后产生的改进的无源 PFC，在全波整流器之后再串接 C-L-C 滤波网络， 它可用于镇流器和中小功率电源中。新型的无源 PFC 是在全波整流器之后串接多个 二极管与电容器组合的 D-C 网络。这种功率因数校正方式又被称为“填谷式”PFC 电路，它主要是在二极管整流桥前面串接一个电感和电容组成的滤波器，可以使得 整流桥中二极管的导通角增大，从而使得电流波形得到明显改善。这种无源的功率 因数校正电路结构简单可靠。 无源补偿的基本原理是利用电容器提供的超前无功电流补偿电网的滞后无 EMI 电路整流滤波 功率变换 输 出整流滤波 输入过欠压 保护 单元 取 样 稳压 环路 PMW 控制器 PFC 单元 短路保护 输出过压保护 限流保护 宿州学院毕业设计 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 3 功，利用电感、电容构成的各次谐波滤波器、陷波器，吸收电网基波频率以外 的谐波。有关无源滤波器的研究己趋于熟，在实际系统中已经得到广泛的应用。但 是，无源滤波器也存在明显的缺陷。主要表现为电容器对无功的补偿是固定的，对 负载变化的适应性差。无源滤波器尤其是低次谐波滤波器的体积和重量都相当可观。 并且容易和系统发生谐振，使得滤波器过载甚至烧毁。 （2）有源 PFC：低频有源 PFC 主要指大功能晶闸管电路。高频有源 PFC 是基 于 Boost 变换器的 PFC 电路。另外还有其他 PFC 新技术如软开关 PFC、三电平 PFC、磁放大器 PFC 技术等。 高频有源功率因数校正技术是抑制电网交流输入谐波电流污染最佳的方法。它 通过相应的一个或者两个反馈控制电路，使输入电流平均值能自动跟随全波整流电 压基准，并维持支流输出电压稳定。PFC 电路使变换器的输入电流与输入电压波形 均为正弦波形，并把两者校正为相同相位，它的作用可以看成把变换器电路当作一 个纯电阻器，故也称为“电阻仿真器” 。有源功率因数校正技术主要有： （1）乘法控制 PFC 技术 典型的乘法器控制 PFC 电路框图如图3所示。图中的 Boost 变换器工作在连续导 状态，储能电感器 L 的电流就是输入电流。因模拟乘法器引入一个输入电流反馈控 制（电流传感器） ，电感器电流被采样并控制，使其峰值幅度与输入电压同相位的正 弦参考信号成正比，从而实现功率因数校正的目的。另外，反馈输入电压信号调节 稳定直流输出，当输入电压220V 时候，直流输出电压值通常为400V 左右。 图 3 乘法器控制 PFC 电路框图 典型的乘法器控制 PFC 电路框图如图 2-2 所示。图中的 Boost 变换器工作在连 续导通状态，储能电感器 L 的电流就是输入电流。因模拟乘法器引入一个输入电流 反馈控制环（电流传感器） ，电感器电流被采样并控制，使其峰值幅度与输入电压同 相位的正弦波参考信号成正比，从而实现功率因数校正的目的。另外，反馈输入电 宿州学院毕业设计 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 4 压信号调节稳定直流输出，当输入电压 220V 时候，直流输出电压值通常为 400V 左 右。 （2）电压跟随控制 PFC 技术 电压跟随器控制 PFC 电路框图如图 4 所示，其中 Boost 变换器工作在不连续导 通状态，开关由输出电压反馈误差信号控制。开关频率不变，开关周期为常数。因 电感器电流峰值和平均值正比于交流输入电压，故输入电流波形自然会跟随输入电 压呈正弦波形式，因此可以省掉输入电流控制环电路。 图 4 电压跟随器控制 PFC 电路框图 功率因数校正技术是在整流电路和主开关电路中插人功率因数校正电路，使其 按一定的斩控频率通断，以维持网侧电流的连续性，并按正弦规律变化。如图 5 所 示，功率因数校正技术的关键就是强制电流按照电压的正弦规律变化而变化，从而 达到提高功率因数目的。图中 Vin 是电源电压，IL是电源电流。 图 5 应用功率因数校正的电压电流波形 2.3 软开关技术 2.3.1 软开关技术原理 目前，开关电源普遍采用脉宽调制技术，在这种变换方式中开关器件是在高电 压、大电流的条件下导通和关断的。开关管并不是理想器件，在开通的过程中开关 管的电压不会马上下降到零，而是有一定的下降时间，同时它的电流也不会立即上 宿州学院毕业设计 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 5 升到负载电流，而是有一定的上升时间。在这段时间里，电流和电压有一个交叠区， 这样就产生了损耗，我们称之为“开通损耗” （Turn-on loss） 。同样，在开关管的 关断过程中，开关管的电压不是立即上升到电源电压，而是有一段上升时间。同时 它的电流也不是立即下降到零，也有一段下降时间。在这段时间里，电流和电压也 有一个交叠区并产生了损我们称之为“关断损耗” （Turn-off loss） 。因此，在开关 管在开关状态下工作时，会产生开通损耗和关断损耗，统称为“开关损耗” （Switching loss） 。 图 6 所示为一个 MOSFET 的开关过程。其中，Vgs 为栅极控制信号，Vds 为漏极 电压，Ids 为漏源电流，Ploss 为开关管的损耗功率，Ploss=VdsIds。在 t1 时刻 以前 Vgs 为 0，开关管截止，只有很小的漏电流通过，这时 Ploss 约为 0。t1 时刻 Vgs 变为高电平，大于开启电压，开关管开始导通，由于开关管的漏源寄生电容要 通过开关管放电，因此管子中流过较大的电流，开关管中的能量全部消耗在开关管 中。到 t2 时刻，开关管完全导通，开关管两端只有很小的导通压降。t3 时刻，开 关管开始关断，开关管漏源电容开始充电，流过开关管的电流从峰值开始下降，直 到 t4 时刻完全关断。各个时刻的损耗功率如图 2-6 中所示。 图 6 MOSFET 开关过程波形图 为了克服传统 DC-DC 变换器在硬开关状态下工作所产生的问题，80 年代以来软 开关技术得到了深入广泛的研究。软开关技术通常是指零电压开关（ZVS）和零电 流开关（ZCS） 。最理想的软开通过程是电压先下降到零后，电流再缓慢上升到通态 值，所以开通损耗近似为零。因器件开通前电压己下降到零，器件结电容上的电压 亦为零，故解决了容性开通问题。最理想的软关断过程是电流先下降到零，电压再 缓慢上升到断态值，所以关断损耗近似为零。由于器件关断前电流已下降到零，即 线路电感中电流亦为零，所以感性关断问题得以解决。图 7 所示为功率开关管在软 开关和硬开关下的波形。 宿州学院毕业设计 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 6 图 7 软开关理想波形和硬开关波形 软开关包括软开通和软关断。软开通有零电流开通和零电压开通两种。软关断 有零电流关断和零电压关断两种，可按照驱动信号的时序来判断。 零电流关断：关断命令在 t2 时刻或其后给出，开关器件端电压从通态值上升到 断态值，开关器件进入截止状态。 电压关断：关断命令在 t1 时刻给出，开关器件电流从通态值下降到断态值后， 端电压才从通态值上升到断态值，开关器件进入截止状态。在 t2 以前，开关器件的 端电压必须维持在通态值（约等于零） 。 零电压开通：开通命令在 t2 时刻或其后给出，开关器件电流从断态值上升到通 态值，开关器件进入导通状态。在 t2 以前，开关器件端电压必须下降到通态值（约 等于零） ，并且在电流上升到通态值以前维持在零。 零电流开通：开通命令在 t1 时刻给出，开关器件端电压从断态值下降到通态值 以后，电流才从断态值上升到通态值，开关器件进入导通状态。在 t2 以前开关器件 电流必须维持在断态值（约等于零） 。 2.3.2 软开关技术的基本实现方法 图 8 所示为零电流开关的基本实现方法。与主开关管（MOSFET 或 IGBT）串联的 谐振电感在开关管开通时阻止电流 ic 上升，这样在 Vd 降至接近零值之后，ic 保持 较小值，因而获得了零损耗的开通过程。电感中的电流 ic 在栅极关断信号（Vg 变 负）发出之前谐振到零，串联的二极管阻止电流反向上升，因此开关管是零损耗关 断的。但是，由于开关管的漏源之间存在寄生电容或外部并联的电容，电容中的能 量全部消耗在开关管中，在开关频率较高（50kHz 以上）时，引起的开关损耗是很 严重的。 宿州学院毕业设计 2 具有 PFC 功能的开关电源的总体设计方案 7 图 8 零电流开关基本原理 如图 9 为零电压开关的基本实现方法，开关管零电压关断的实现是通过与开关 管并联的电容来实现的，由于并联电容的存在，减小了开关管的漏源电压的上升率， 在开关管中的电流衰减到零时，Vd 依然保持较小值，因此实现零电压关断。在开关 管开通前，电感中的电流为负，给开关管的漏源电容放电，只要电感中有足够的能 量，在开关管开通前使 Vd 降为零，就创造了开关管零电压开通的条件。与开关管并 联的二极管在开关管漏源电压降到零后，提供电感电流通路，开关管可在这个时间 段开通，电感电流在外部电压的作用下变为正向后，从开关管中流通，从而完成了 零电压开通的过程。从图中可知零电压开关时，寄生电容中的能量是反馈到电源中 去，没有消耗在开关管中。与零电流开关比零电压开关可以获得较高的效率，从而 提高开关频率。 图 9 零电压开关基本原理 2.4 本章小结 本章介绍了提高开关电源性能的主要方法，即通过功率因数校正技术和软开关 技术提高系统的效率。文中简单叙述了这两种方法的产生背景、基本原理以及应用 意义，并给出了基本的电路原理图，为下文详细叙述开关电源的具体设计过程做好 铺垫。 宿州学院毕业设计 3 功率因数校正（PFC）器设计 8 3 功率因数校正（PFC）器设计 虽然带有电容滤波的二极管整流电路结构简单、成本低廉、性能可靠，在开关 电源电路中获得了非常广泛的应用，但是这种电路只有在交流电压接近峰值时才有 脉冲状的电流输入，因此输入电流中含有大量的谐波，导致电路的功率因数很低， 这样就明显不能满足本系统高达 0.9 的功率因数要求。因此，必须采取功率因数校 正（Power FactorCorrection-PFC）技术。 3.1 UC3854 介绍 UC3854 是一种有源功率因数校正电路专用控制芯片。它可以完成升压变换器校 正功率因数所需的全部控制功能，使功率因数达到 0.99 以上，输入电流波形失真 （THD）达到 5%以下。该控制器采用平均电流控制，控制精度很高，开关噪声较低。 采用 UC3854 组成的功率因数校正电路当输入电压在 85260V 之间变化时，输出电压 保持稳定，因此也可作为 AC/DC 稳压电源。UC3854 采用推拉式输出级，输出电流可 达 1A 以上，因此输出的固定频率 PWM 脉冲可驱动大功率 MOSFET。 3.2 APFC 控制电路设计 在本课题中开关电源的 AC/DC 变换级采用了以 UC3854 为控制芯片的有源功率因 数校正电路，电路输入交流电压 VIN 范围为 VIN=220V15%=187V253V，输出为 385V。以 UC3854 为核心的功率因数较正电路图如图 10 所示。 图 10 以 UC3854 为核心的功率因数较正电路图 3.2.1 电路基本组成 该电路由两部分组成：以 UC3854 为核心的控制电路和升压变换器主电路。升压 宿州学院毕业设计 3 功率因数校正（PFC）器设计 9 变换器电路由整流桥 B201、升压电感 L201、MOSFET Q210，隔离二极管（MOSFET 模块内的二极管）D201 和滤波电容 C205 和 C206 等组成。设计使升压电感工作于电 流连续状态，在这种状态下，脉冲占空比决定于输入与输出电压之比，输入电流的 纹波很小因此电网噪声很小。 3.2.2 保护输入部分 为了保护功率开关管，在本系统中该芯片设有三个保护控制信号，分别为： （1）ENA：当 PFC 电路过流时，通过外接的判断电路使该脚接低电平而禁止。否 则，该脚应通过电阻 R230 接到 VCC 脚。作为重要的保护输入之一，可实现过流保护 该保护是必须的。 （2）SS：接入了 47F 的软启动电容 C215，可以有效的减小系统启动时的冲 击电流，保护了整流桥和开关管。 （3）PKLMT：采用图 3.6 中所示的分压电阻时，当输出电流达到 12A 时，电流 取样电阻 R201 两端电压为 120.24375=(VREFR226)/R227=(7.5V3.9K) /10K=2.925V，PKLMT 脚的电压为 0V。输出电流大于 12A 时将开始限流。为了滤除 高频噪声，该脚到地之间接入 470pF 的旁路电容 C207。 3.2.3 控制输入部分 UC3854 的 GT DRV 脚输出的 PWM 脉冲通过驱动电路加到 MOSFET 的栅极。驱动脉 冲的占空比同时受以下四个输入信号控制： （1）VSENSE：一般输出端分压电阻值应保证该脚输入电压不高于 7.5V。本课题 中其值为： （3-1） VV RR R VVSENSE92 . 2 9 . 3510 9 . 3 385 209208 209 0 图 3-6 中的 470k 的电阻 R232 和 0.047F 的电容 C213 组成电压放大器补偿 网络。 （2）IAC：当电网输入电压过零时 IAC 脚的电流为零。设定当电网输入电压达 到峰值时，IAC 脚的电流为 250A，此时 RAC 为：（3-2)M I V R AC PK AC47. 1 取 R221=RAC=1.5M （3）ISENSE/MULT OUT：电流取样电阻两端的压降加到 4 脚和 5 脚（即电流放 大器的两输入端）之间。620pF 电容 C209 和 62pF 电容 C208 与 24k 电阻 R228 组 成电流放大器补偿网络。电流放大器具有很宽的带宽，从而可使电网电流跟随电压 而变化。 （4）VRMS：为了保证输入电压变化时输入功率不变（假设负载功率不变） ，采 用了电网电压有效值前馈电路。为此，在乘法器中，电网电流必须除以电网电压有 效值的平方。加到 8 脚（VRMS）的电压正比于整流电网电压的平均值（也正比于有 效值） 。该电压在芯片内平方后作为乘法器的除数。乘法器的输出电流 IMO（5 脚） 宿州学院毕业设计 3 功率因数校正（PFC）器设计 10 与 6 脚的输入电流 IAC 和 7 脚（电压放大器输出）电压成正比，与 8 脚 VRMS 电压的 平方成反比，即： (3-3） RMS VEAm MO V VIACK I 2 ) 1( 3.2.4 PWM 频率设定 在该电路中，设定振荡器的工作频率为 100kHz。由前述芯片的介绍可知，该频 率由电容 CT（即 C216）和电阻 RSET(即 R231)决定。设计电路时应首先确定 RSET， 因为该电阻值影响乘法器的最大输出电流 IMULTmax： （3-4) SET MULT R V I 75 . 3 max 因为乘法器最大输出电流不能超过 IAC 的两倍，故 RSET 可选用 15k 电阻。此 时。当乘法器输出端到取样电阻之间接入 4.7k 电阻时，A 250 15 75. 3 max K V IMUL 电流检测电阻中的由乘法器最大输出电流产生的最大电流为： （3-5） A 82. 4 24375. 0 7 . 4maxKI I MUL MAX 确定为 1k 后，可根据所需的开关频率按公式计算定时电容 CT的容量： （3-6） CT 取值 2200pF。pF fR C sSET T2381 25 . 1 3.3 APFC 主电路参数设计 3.3.1 升压电感参数设计 在有源功率因数校正电路中电感器是必不可少的元件。电感器的设计选用是否 得当，对于能否发挥电路的特性、效率和作用、得到满意的校正结果，是至关重要 的。根据整个电源的设计要求，可以设定该电路的参数如下： 输入电压 VIN=220V15%=187253V，输出功率 PO=3800W，输出电压 VO=385V 效 率 95%，开关频率 fs=25kHz。电感电流的最大峰值出现在电网电压最低且负载 最大时： （3-7）)(25.30 2 (min) A V P I IN IN PK 允许电感电流有 20%的波动，则有： (3-8)(05. 62 . 0AIIPK 确定在 IPK 时的占空比: (3-9）32 . 0 385 1872385 0 )(0 V PKVINV D 计算升压电感为： （3-10） m Ifs DPKVIN L56. 0 05. 625000 32 . 0 1872)( 3.3.2 输出电容参数设计 宿州学院毕业设计 3 功率因数校正（PFC）器设计 11 APFC 电路的输出电容的选择主要应考虑：输出电压的大小及纹波值、电容允许 流过的电流值、等效串联电阻的大小、容许温升等众多因素。此外，稳压电源还应 要求在输入交流电断电的情况下电容容量足够大，以保证一定的放电维持时间。 由于利用维持时间计算所得的电容量最大，所以这里以输出电压的维持时间为 计算依据。假设维持时间要求为一个工频周期即 20 毫秒，满负载功率为 3.8kW，电 容电压在此期间允许的跌落为 100V，则根据能量守恒算得： （3-11）F tP C VV 2269 2 (min)0 2 0 2 0 0 式中：PO 为负载功率，t 为电容维持时间取 20ms，VO为输出电压，VO(min)为 维持负载工作的最小电压。实际应用时取 6 个 470F/450V 的电解电容并联，可降 低电容的等效电阻（ESR）和等效电感（ESL） 。 3.3.3 整流桥、开关管和二级管的参数设计 在该部分电路中，整流桥作为输入整流器应参考以下参数：最大正向整流电流、 峰值反向截止电压、能承受的浪涌电流的能力。本系统中采用了 50A、1000V 的方桥 KBPC5010，可满足以上要求。 常用的开关器件包括 GTR、MOSFET、IGBT 等。MOSFET 器件的特点是驱动功率小、 线路简单、开关频率可以很高，但通态压降较大。功率晶体管通态压降小，但是属 于电流驱动，工作频率较低。IGBT 兼具这两类器件的特点，驱动电路简单，导通压 降相对也小，开关频率比 GTR 明显提高，一般在 50kHz 以下，而且关断时的电流拖 尾现象增大了损耗。考虑到本设计中 PFC 电路的工作频率和功率等级，以及实际应 用中的稳定性和成本等因素选用 MOSFET 作为功率开关器件。根据电路结构分析，开 关管的电流容量至少等于电感中的最大峰值电流，它的电压 额定值至少等于输出电压，这对于二极管也是一样的。为了减少开关管的导通 损耗，输出二极管的开关速度还应该非常快，因此选择快速恢复二级管。 宿州学院毕业设计 4 保护电路设计 12 4 保护电路设计 4.1 输入欠过压、输出过压保护电路设计 如图 11 所示，输入、输出电压经过分压后送到比较器的同相端或反向端， 比较器的另一端接给定电压。当出现任何一种故障时，检测信号电压大于给定电压， 比较器反转，输出高或低电平使光耦截止或导通，光耦副端产生大于 2.5V 的电压送 到 UC3875 的 C/S+端，使 UC3875 封锁脉冲输出来关断主电路的开关管。注意因为输 入、输出电压必须隔离，则输入过欠压电路的检测电路必须用另外一种电源供电， 而且输出保护信号由光耦隔离后送给封锁端。同时电路中有各自的发光二极管来显 示各种电路故障。 图11 输入欠过压、输出过压保护电路图 宿州学院毕业设计 结 论 13 结 论 随着开关电源应用的普及，电力电子技术的发展和新型功率元器件的不断出现， 对开关电源的要求也越来越高。供电电压一再下降以及工作电流越来越大使得原来 的工作电路不再适用。同时，各种新技术不断出现也丰富了开关电源技术，为开关 电源技术和性能的进一步改进提供了基础。 本课题结合当前开关电源的发展现状，根据性能指标设计了一款高功率因数开 关电源，并针对开关电源实际应用中存在的一些问题，进行了详细研究，最后通过 实验进行了验证，论文主要完成了如下工作内容: （1）在功率因数校正部分，分析了功率因数校正的意义，阐述了功率因数校正 技术的原理和基本应用方式，设计了以 UC3854