吴振宇　吴冀平　杨启涯　辛全彬

摘要：基于有源功率因数校准技术，设计了一款高功率因数开关电源实验平台，平台具有自动功率因数校正，结构简单，保护措施完善等优势。平台整体系统设计以德州仪器公司的APFC芯片UCC28019为核心器件，采用电流内环加电压外环的双闭环控制，保证了系统功率因数不低于0.95，采用电流电压互感器采集信号相位，测量并实现功率因数实时显示，同时也可对异常输出进行继电保护。电源系统采用BoosT升压电路，在输出36V/2A额定条件下效率不低于95%，采用良好的闭环反馈电路补偿机制，电压调整率和负载调整率均不高于0.5%。控制核心采用FreescaIe的MC9S12义S128单片机，完成功率因数测量、电压/电流的动态测量、参数显示、过流保护等功能。测试表明，整体系统运行性能稳定，各项技术指标均达到设计需求。

关键词：功率因数校正；UCC28019；BOOsT；MC9S12XS128

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.014

1 系统方案

本实验平台主要由BOOST升压电源模块、功率因数采集模块、单片机运算模块、功率因数校准及设定模块、电源模块组成，系统设计框图如图1，下面分别讨论各模块电路选用的基础。

1.1 电源模块

采用BOOST拓扑结构的开关电源。该拓扑具有电路简单、电源侧电流波动小等优点，同时也可让学生充分体验开关升压电路的技术特点和重要设计参数，了解电感手工制作过程。相比于推挽拓扑，本设计结构简单，且更适用于小功率型电源。

1.2 功率因数采集模块

本方案采用电流互感器、电压互感器采集电流电压相位信息，经过放大等处理后由单片机算得相位差，进而求解功率因数，与集成计量芯片ATT7053芯片方案相比较，本方案具有良好的电气隔离性能、成本低，且对原电路影响小等优点。……