2013全国大学生电子设计竞赛-单相AC-DC变换电路(A题) 下载本文

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学校统一编号 HIT-A-003

学校名称 队长姓名 队员姓名 指导教师姓名

2013年9月7日

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哈尔滨工业大学 摘 要

本系统以AVR ATmega16 单片机为控制核心,结合MOSFET驱动器IR2102,低导通电阻功率MOSFET IRF3205制作了一台具有自动稳压功能的AC-DC变换装置,DC-DC部分采用Boost拓扑结构,实现了AC(20~30 V)-DC(36 V)转换。负载调整率、电压调整率分别达到了2.7%和1.3%,较好地完成了基本要求。此外,给出了功率因数调整和校正的基本方法和结构框图。

关键词:AC-DC;功率因数调整;Boost电路

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目 录

一、 设计任务................................................5

1.1 基本要求.............................................5

1.2 发挥部分.............................................5

二、方案论证与比较..........................................6

2.1 AC-DC整流电路的选择................................6 2.2 DC-DC主回路拓扑的选择..............................6

2.3 处理器的选择.........................................6 2.4 反馈稳压方案选择.....................................7 2.5 过流保护方案选择.....................................7 2.6 功率因数测量方案选择.................................7 2.7 功率因数调整方案选择.................................7 2.8 系统框图.............................................8 三、理论分析与计算..........................................9

3.1 提高效率的方法.......................................9 3.2 功率因数调整方法.....................................9 3.3 稳压控制方法.........................................10 3.4 AC-DC主回路与器件选择..............................11 3.5 DC-DC主回路与器件选择..............................11 3.6 控制电路.............................................12

3.7 辅助电源.............................................12 3.8 电压测控电路.........................................13 3.9 软件与程序设计.......................................13

四、测试结果与误差分析......................................14

4.1 测试仪器.............................................14 4.2 测试方案.............................................14

4.3 测试数据.............................................15 4.4 测试结果分析.........................................16

五、结论与心得体会..........................................17

第3页 共26页

参考文献....................................................17 附录1 总电路图..............................................18 附录2 元器件清单............................................19 附录3 程序..................................................19

第4页 共26页

单相AC-DC变换电路(A题)

【本科组】

一、设计任务

设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。输出直流电压稳定在36 V,输出电流额定值为2 A。

图1 单相AC-DC变换电路原理框图

1.1 基本要求

(1)在输入交流电压 Us=24V、输出直流电流 Io=2A 条件下,使输出直流电压Uo=36V±0.1V。

(2)当 Us=24V,Io 在 0.2A~2.0A 范围内变化时,负载调整率 SI ≤0.5%。 (3)当 Io=2A,Us 在 20V~30V 范围内变化时,电压调整率 SU ≤ 0.5%。 (4)设计并制作功率因数测量电路,实现AC-DC变换电路输入侧功率因数的测量,测量误差绝对值不大于0.03。

(5)具有输出过流保护功能,动作电流为2.5A±0.2A。

1.2 发挥部分

(1)实现功率因数校正,在 Us=24V,Io=2A,Uo=36V 条件下,使 AC-DC 变换电路交流输入侧功率因数不低于0.98。

(2)在 Us=24V,Io=2A,Uo=36V 条件下,使 AC-DC 变换电路效率不低于95%。 (3)能够根据设定自动调整功率因数,功率因数调整范围不小于 0.80~1.00,稳态误差绝对值不大于 0.03。

(4)其他。

二、方案论证与比较

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