基于UCC28019的高功率因数开关电源

基于UCC28019的高功率因数开关电源根据毕业课题及实际情况，查阅相关文献，设定了开关电源的设计目标。详细参数如下：输入电压：市电220Vac输入，经变压器降为18Vac,进入不可控整流桥输出电压：36V输出电流：0.25A功率因数：0.99效率：90%这是本次开关电源设计的最基本要求，其他功能视后期情况及个人能力而定。依据ucc28019芯片手册、相关文献及自己的设计目标，设计出了电路图。其电路参数的具体计算过程如下：1、输入电流的计算APFVPIINOUTRMSIN56.099.0*18*9.09(min)(max))max(_AIIRMSINPEAKIN8.056.0*22(max)_)max(_AIIPEAKINAVGIN6.08.0*22(max)_)max(_2、整流二极管参数的确定及选取整流桥输出平均电压AVOU_VUUUUAVO2.1618*9.09.022t)td(sin212220_二极管承受的最大反向电压)ma(xDUVUUxD5.2518*222)ma(由于每只二极管只在半个电压周期通过电流，所以每只二极管通过的电流是平均电流的一半。电压电流都取两倍裕量，安全电流电压分别为：AIIAVGINF6.0)max(_VUUDF515.25*2*2(max)选择10a1/6A1(100V/6A)整流二极管3、输入电容的计算通过计算出允许的纹波电流值和纹波电流值可以得到输入电容INC。根据芯片手册，电流纹波系数为20%，电压纹波系数为6%，开关频率SWf=65KHZ。输出电容的计算过程如下：AIIIPEAKINRIPPERIPPLE16.08.0*2.0)max(_VVVVRECTIFIEDININRIPPLERIPPLEIN53.118*2*06.0___FVfICRIPPLEINSWRIPPLEIN2.053.1*65000*816.08_选用0.22F的电容4、升压电感的计算电感由流过电感的峰值电流决定AIIIRIPPLEPEAKINPEAKL88.0216.08.02)max(_)max(_电感的最小值当占空比Duty=0.5时取得mHIfDDVLRIPPLESWOUTBST87.016.0*650005.0*5.0*36)1((min)5、反向快速恢复二极管参数计算承受的重复峰值反向击穿电压、平均正向电流、反向恢复时间和热考虑承受的重复峰值反向击穿电压、平均正向电流、反向恢复时间和热考虑。为减少功率开关的损耗，它的反向恢复时间应该越短越好.总损耗可以分为两个分：导通损耗和开关损耗总损耗可以分为两个部分：导通损耗和开关损耗.当选择超快恢复二极管或碳化硅二极管时，开关损耗可以忽略不计，可根据功耗及恢复时间来选择相应元件，按照当选择超快恢复二极管或碳化硅二极管时，开关损耗可以忽略不计，可根据功耗及恢复时间来选择相应元件，按照125℃时二极管压降VVCF5.1125_,AIOUT25.0)max(来计算，其功耗为WIVPOUTCFDIODE375.025.0*5.1)max(125_选取MUR3020WT/HEF3076、开关器件参数计算主要根据电压、电流、开关损耗等。根据芯片数据，其导通损耗为AVVPIOUTRECTIFIEDINOUTRMSDS53.236*39*1625.2593162V_EDIN_RECTIFI)max(_WRIPCDSRMSDSCOND24.235.0*53.22)125(on_2开关损耗为)36*780*5.04.6*36*5.4(*65)5.0(f22max()_pFnskhzVCIVtPOUTOSSPEAKINOUTrSWSW=0.1W总损耗=2.24+0.1=2.34W选取IRFP150N7、输出电容参数计算。电容应满足输出电压的保持时间的要求，开关电源输出电压不低于30V时，则输出滤波电容容量按下式计算FmsVVPCHOLDUPOUTOUTHOLDUPOUTOUT860303628.21*9*2t222)min(_22两个1000F的电容并联8、取样电阻的计算主要是对电感电流的取样，考虑到软过流保护的下限0.66V及电感电流的峰值，取样电阻的计算如下6.025.1*88.066.025.1*)max(_PEAKLSOCSENSEIVR为使器件避免由于瞬时峰值电流的损害，用一个220ISENSER的电阻与ISENSE引脚串联，同时在该引脚与地线之间接一个1000pF的电容ISENSEC，改善抗干扰性能。9、输出电压设定点电阻计算为了使电源功耗尽可能小及使反馈电压误差最小，使MRFB11。KMVVRVRREFOUTFBREFFB29.1615361*512另外，另外还需要在VSENSE引脚处接1只小电容以滤除噪声干扰。10、低压保护电路(BrownOutProtection)中电阻网络计算MAVINSVVRENABLEBRIDGEFAVINS2.1156.195.015*2I2VINSth(max)__)n0(1KMVINSVVRVINSRENABLEBRIDGEFAVINSENABLEINS9.1026.195.015*22.1*6.12th(max)__)n0(1th(max)_2此外，在VINS和GND之间还要接一个电容，电容的选择主要依据是该电容的放电时间要大于输出电容的保持时间。当输出电容的保持时间为一个周期时，该电容的放电时间应满足半周期的2.5倍。msfNtLINECYCLEHALFCVIN6.2547*25.22(min)_dischrg_kMkkmsRRRVVINSRCVINSVINSVINSRMSINthEROWNOUTVINSdischrgCVINSVINS1002.1100*15*9.076.0ln*1006.259.0lnt211(min)_(min)_2_F82.011、VCOMP端反馈电阻网络阻值计算一个由电阻和电容组成的网络连接在VCOMP端与地之间起到补偿作用端与地之间起到补偿作用.跨导误差电压放大器输出的电流对该网络的电容进行充电或者放电，目的是建立合适的VCOMP电压来保证系统正常运行.查手册可知，电压传递函数的开环增益在10Hz时为dBGfBVL709.0)(d,gmv=42S,K1=7,SkHzKFQ385.15651,sVMM/37.021z10HfV,HzfPOLE20。根据已知条件首先需要计算出脉宽调制到功率级的极点根据已知条件首先需要计算出脉宽调制到功率级的极点PSPWMf_的值然后利用相应公式计算出各元件参数。HzSFVMMKCVRKINFQOUTOUTSENSEPSPWM814.118*37.0*358.157738*36*075.0*72121f2322131_FHzHzSfffCfVLdBGVPSPWMVVCOMP4.310*10*2814.110*42102gmv20709.020_)(kFCfRVCOMPPSPWMVCOMP59.263.3*814.1*2121_FFkHzFCRfCCVCOMPVCOMPPOLEVCOMPPVCOMP324.013.3*27*20*23.312_12、ICOMP端电容的计算ICOMP端是跨导电流放大器输出端，此端与地之间接有一补偿电容。主要起补偿和平均取样电流信号的作用，主要起补偿和平均取样电流信号的作用.从手册上可以得到平均电流极点kHzIAVG5.9f，gmi=0.95ms，484.01M71K，则pFkHzfKCIAVGICOMP11005.9*7*2484.0*ms95.02gmiM11完整的电路图如下：