图6主电路图

4.1.3器件选择

为整个系统提供工作电压，确保电路的正常稳定工作。变压这部分电路比较简单，由可调变压器直接变压输出得到24V交流，芯片电源由三端稳压电源稳压得到，稳压芯片选用的是LM78系列LM79系列提供+5V、±15V电源。

整流部分选用KBPC3510整流桥，其耐压最高可达1000V，最大电流达3，5A，频率特性为中频，完全满足本电路的参数要求。

MOS管的选型。该电路中，MOS管要承受的最大电压值为36V,流过的电流最大值为2.5A，而且，开关整流电路效率的高低主要取决于调整管的调整效率，而调整效率的高低取决于调整管功率损耗的大小。我们考虑的型号是IRF640和IRF3205，IRF640承受的最大电压值为200V，承受的最大的电流值为10A。IRF3205承受的最大电压是55V，电流的最大值是110A。经过实际测试，发现它们都能够满足要求，但是IRF3205的功率损耗更小，所以结合现有的实验室条件，选择IRF3205作为实际电路中应用的MOS管。

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续流二极管的选择。续流二极管Vd的最大峰值电流容量也等于电感器中的最大峰值电流，电压额定值要大于额定电压，因此选取RU4AM反向电压600伏，正向电流2A，带散热器可大3.5A，满足电路的要求。

电感型号的选择。电感L上的电流变化频率有功率开关管的开关频率决定， 本题中f=10K, T=100us， 占空比Dmax=（UO-UP）/UO =0.44 Dmin=（UO-UP）/UO=0.16，为保持电流连续： L≥RTs(1-D)/2=2968uH

本系统选择的电感值为3.8mH，用双股绕线的方法减小电感的内阻，同时增大流经电感的电流值。

电容大小的选择。电容的大小决定负载电压的波动程度，因此负载的电压波动可作为选择电容的依据。在MOS管导通期间，导通时间为αT，负载电流靠电容放电得以维持。设在整个MOS管导通期间内电压变化ΔU，并假设负载电流I在此期间恒定，则电容电压亦即负载电压下降了

1?U?I?T

C根据上式可确定电容的数值，ΔU 与I 和? 均有关，考虑在最严重的情况下仍能保证电压的波动符合要求，电容的容量应满足

Iomaz?maxTC?

?U

上式中，

Iomaz为输出电流的最大值，结合现有的实验条件，所以本电路电容选择为4700uF。

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要求。

路之间。

4．2．1测控及驱动电路

4．2控制电路与控制程序

片，控制MOS管开通关断，保证输出功率因数接近1，并使输出的电压满足指标

连接，防止因为有电连接引起干扰，特别是在低压的控制电路之间与外部高压电

信号送到单片机，使输出电流相位跟随电压的变化，将输出的PWM波送到驱动芯

PI调节计算，与输出参考电流Iref与反馈电压比较，经过PI调节，产生PWM

图7

在信号由单片机到驱动之间加光耦隔离电路，使单片机与驱动之间没有电的控制电路中的输入信号是通过采样电压Uref与给定电压Ud求差比较，通过

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4．2．2控制程序

程序大体分为基本功能和扩展功能两部分，要求除负载电阻为手动调整外，其他功能的测试过程均不允许手动干预，所以设置以下程序流程。

开始 主程序初始化 电流采样 是否过流 N Y 电压采样 关闭PWM波输出，继电器动作，切断主电路 PI运算 N 输出电压是否稳定 Y 计算功率因数 LCD显示

图8总体程序流程图

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4．2．3程序清单（见附录2）

4．3保护电路

通过霍尔测量采样电阻两端计算出Io值，经A/D转换模块将电流值反馈给单片机，当检测电流值超过2.5A时切断主电路电源。

启动系统 主电路采样 Y 切断主电路 大于2.5A N 基本功能

图9过流保护模块程序流程图

5测试方案与测试

5．1测试方案及测试条件

5．1．1硬件测试

检查电路上各个元器件的焊接是否牢固，并检查电路是否短路，如果检查没

有问题，就进行电路上电测试，分别检查驱动芯片是否正常工作，电压电流霍尔能否对采样电路采样，计算出实际霍尔的比例。 5．1．2软件测试

分别对程序的各个模块进行测试，检查各个模块的程序是否正确，确认所

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