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摘要 本系統以單相 PWM整流 電路為核心， STM32F0系列 單片機檢測功率因數及產(chǎn)生PWM波形，進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，從而實(shí)現穩壓輸出。該系統主要由電源電路、主電路、控制電路、檢測電路、驅動(dòng)電路和保護電路構成。電源電路主要由 變壓器、整流橋和濾波 電容構成；主電路由功率管（ MOSFET）、電力 二極管、 電感和濾波電容構成；控制電路使用HO LTEK MCU單片機，由核心控制芯片HT32（HT66）及其外圍電路構成；驅動(dòng)電路是簡(jiǎn)單的光耦隔離驅動(dòng)電路；保護電路主要包括 電流保護、 電壓保護和過(guò)熱保護。 通過(guò)以上裝置實(shí)現AC-DC轉換并且使功率因數達到一個(gè)較高的水平，此外，本裝置還有功率因數的檢測與顯示功能。
關(guān)鍵詞：AC-DC PWM整流電路 穩壓 功率因數
1.電路設計分析 本項目采用STM32F0系列的單片機設計一種單相AC-DC 變換電路。 （1）利用單片機產(chǎn)生PWM，控制單項橋式整流電路的控制級，即控制MOSFET管的通斷；AD實(shí)時(shí)采集輸出電壓電流，然后采樣值與設定值比較用于控制PWM的占空比用以穩定輸出電壓，在輸入交流電壓file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image002.gif=15V、輸出直流電流file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image004.gif=2A 條件下，使輸出直流電壓file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image006.gif=36V±0.1V。 （2）利用LM393將交流信號轉換成方波，并用單片機中斷檢測上升沿或下降沿，根據前后沿的時(shí)間計算出相位，根據相位即可計算出功率因數，實(shí)現AC-DC 變換電路輸入側功率因數的測量，測量誤差絕對值不大于0.03。 （3）利用軟件，一旦輸出電壓電流超出額定條件單片機即停止輸出PWM，具有輸出過(guò)流保護功能，動(dòng)作電流為2.5A±0.2A。 （4）利用單片機產(chǎn)生的PWM波實(shí)現功率因數校正，在file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image002.gif=15V，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image004.gif=2A，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image006.gif=36V 條件下，使AC-DC 變換電路交流輸入側功率因數不低于0.98。 （5）能夠根據設定自動(dòng)調整功率因數，功率因數調整范圍不小于0.80~1.00，穩態(tài)誤差絕對值不大于0.03。 （7）允許的情況下，通過(guò)該單片機的串口將數據實(shí)時(shí)傳送給上位機，可實(shí)現對電路的各項參數實(shí)時(shí)監控。 file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image011.gif 圖1電路設計圖
2.系統理論分析2.1控制方法及實(shí)現方案 方案一：利用PWM專(zhuān)用芯片產(chǎn)生PWM控制信號。此法較易實(shí)現，工作較穩定，滿(mǎn)足要求。 方案二：利用STM32F0系列的單片機產(chǎn)生PWM控制信號。讓單片機根據反饋信號對PWM信號做出相應調整以實(shí)現穩壓輸出,這種方案實(shí)現起來(lái)較為靈活，能夠更為準確的測量所需參數。 在這里我們選擇方案二。
2.2功率因數測量電路的分析 對于某一正弦信號，周期性地出現過(guò)零點(diǎn)，測出過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間即可以測出該信號的相角。通過(guò)電壓互感器和電流互感器得到低壓交流信號，然后通過(guò)整形電路將交流信號轉換為T(mén)TL方波脈沖。利用輸入兩路信號過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間差，以及信號的頻率來(lái)計算兩路信號的相位差。其原理圖如圖1所示： file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image013.jpg 兩路信號的相位差：file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image015.gif。其中，N為兩路信號的上升沿分別觸發(fā)計數器的差值，為單file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image017.gif片機時(shí)鐘頻率，T為輸入信號的周期。 2.3功率因數測量及實(shí)現方案 方案一：利用求出電壓和電流的相角差來(lái)求取功率因數 主要原理如下： 設電壓信號為：u=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image019.gifsin（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image021.gif+θ）電流信號為：file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image023.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image025.gifsinfile:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image021.gif利用傅立葉算法來(lái)計算出50Hz的基波分量，電流、電壓的實(shí)、虛部分分別為：file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image028.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image030.gif{file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image032.giffile:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image034.gif}，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image036.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image030.gif{file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image032.giffile:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image034.gif} file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image039.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image030.gif{file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image032.giffile:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image034.gif}，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image041.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image030.gif{file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image032.giffile:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image034.gif} 根據電流的實(shí)、虛部的值，可以求出電壓的相對相角file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image043.gif，再考慮由于順序采樣引起的電壓相角的滯后file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image045.gif;實(shí)際的電壓，電流之間的相位差為：file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image047.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image043.gif-file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image050.gif-file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image045.gif；功率因數為file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image053.gif。 此方法求取電壓、電流各自的相位角，理論上完全考慮了系統的不對稱(chēng)性所造成的各次諧波對測量精度的影響。但是，傅氏濾波能夠完全濾除各次諧波的條件但是卻對于無(wú)限長(cháng)的信號；而采用的全周傅氏濾波方法。并不能濾除高次諧波以及非周期分量。所以，無(wú)法精確測量系統的功率因數。
方案二：利用過(guò)零點(diǎn)測量電壓、電流之間的相角。對于某一正弦信號，周期性地出現過(guò)零點(diǎn)。測出過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間即可以測出該信號的相角。由CPU對過(guò)零點(diǎn)打上時(shí)間標簽，這個(gè)時(shí)間標簽準確到2μs，在CPU內由時(shí)鐘建立標準50Hz的信號，并求出被測量信號相對標準50Hz信號的角度，這個(gè)角度為絕對角。根據下面的圖1，第j個(gè)測量點(diǎn)的過(guò)零時(shí)刻分別為file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image055.gif， file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image057.gif.則在file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image059.gif時(shí)刻相對于標準50Hz信號的過(guò)零時(shí)刻i*20ms的值為： file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image061.gif= file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image063.gif（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image065.gif）相對參考點(diǎn)的角度為：file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image067.gif=file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image061.gif-file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image070.gif 其中，j表示第j個(gè)測量點(diǎn)，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image070.gif表示file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image055.gif時(shí)刻參考點(diǎn)相對于i*20ms的角度，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image055.gif的單位為file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image075.gif。 file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image077.jpg 圖3 相角測量原理圖 采用這種方法分別測出電壓和電流的相角，可以求出電壓超前于電流的相角。然后，即可以求出系統的功率因數，在單相交流電中利用單片機且容易實(shí)現，這里選擇方案二。 3.系統工作原理及結構圖3.1單相PWM整流電路 3.1.1單相PWM整流電路結構示意圖 目前在各個(gè)領(lǐng)域實(shí)際應用的整流電路幾乎都是晶閘管相控整流電路或二極管整流電路。晶閘管相控整流電路的輸入電路滯后于電壓，其滯后角隨著(zhù)觸發(fā)延遲角α的增大而增大，位移因數也隨之降低。同時(shí)，輸入電路中諧波分量也相當大，因此功率因數很低。二極管整流電路雖然位移因數接近1，但輸入電流中諧波分量很大，所以功率因數也很低；而PWM整流電路是采用脈寬調制技術(shù)和全控型器件組成的整流電路，能有效地解決傳統整流電路存在的問(wèn)題，通過(guò)對PWM整流電路進(jìn)行有效的控制，選擇合適的工作模式和工作時(shí)序，從而調節了交流側電流的大小和相位，使之接近正弦波并與電路電壓相同或相反，不但有效地控制了 電力電子裝置的諧波問(wèn)題，同時(shí)也使得變流裝置獲得良好的功率因數。
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image079.jpg 圖4單相全橋PWM整流電路
單相電壓型橋式PWM整流電路最初出現在交流機車(chē)傳動(dòng)系統中，為間接式變頻電源提供直流中間環(huán)節，電路結構如圖所示。每個(gè)橋臂由一個(gè)全控器件和反并聯(lián)的續流二極管組成。L為交流側附加的電抗器，起平衡電壓，支撐無(wú)功功率和儲存能量的作用。由圖所示，能量可以通過(guò)構成橋式整流的整流二極管file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image081.gif～file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image083.gif完成從交流側向直流側的傳遞，也可以經(jīng)全控器件file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image085.gif～file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image087.gif從直流側逆變?yōu)榻涣�，反饋給電網(wǎng)。所以PWM整流器的能量變換是可逆的，而能量的傳遞趨勢是整流還是逆變，主要視file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image085.gif～file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image087.gif的脈寬調制方式而定。 3.1.2單相PWM整流電路工作原理 用正弦信號波和三角波相比較的方法對圖2中的file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image091.gif-file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image093.gif進(jìn)行SPWM控制，就可以在橋的交流輸入端AB產(chǎn)生一個(gè)SPWM波file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image095.gif。file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image095.gif中含有和正弦信號波同頻率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波載波有關(guān)的頻率很高的諧波，不含有低次諧波。當正弦信號波頻率和電源頻率相同時(shí)，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image098.gif也為與電源頻率相同的正弦波。由于file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image100.gif的濾波作用，諧波電壓只使file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image098.gif產(chǎn)生很小的脈動(dòng)。file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image103.gif一定時(shí)，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image098.gif幅值和相位僅由file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image095.gif中基波file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image107.gif的幅值及其與file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image103.gif的相位差決定。改變file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image107.gif的幅值和相位，可使file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image098.gif和file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image103.gif同相或反相，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image113.gif比f(wàn)ile:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image103.gif超前90°，或使file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image098.gif與file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image103.gif相位差為所需角度。 file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image118.gif> 0時(shí)，（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image120.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image083.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image081.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image124.gif）和（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image126.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image081.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image083.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image124.gif）分別組成兩個(gè)升 壓斬波電路，以（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image120.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image083.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image081.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image124.gif）為例。file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image120.gif通時(shí)，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image118.gif通過(guò)file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image120.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image083.gif向file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image124.gif儲能。file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image120.gif關(guān)斷時(shí)，file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image124.gif中的儲能通過(guò)file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image081.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image083.gif向C充電。file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image118.gif < 0時(shí)，（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image091.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image146.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image148.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image100.gif）和（file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image093.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image148.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image146.gif、file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image154.gif）分別組成兩個(gè)升壓斬波電路。 可以將電壓型單相橋式PWM整流電路的4個(gè)橋臂看成4個(gè)開(kāi)關(guān)，任一時(shí)刻應有兩個(gè)橋臂導通。為避免輸出短路1, 2橋臂和3, 4橋臂都不允許同時(shí)導通。因此交流側電壓file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image156.gif是一個(gè)單極性PWM波形，輸出幅值為file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image158.gif和0;而對應的電感file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image154.gif上壓降分別取file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image118.gif, file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image162.gif和file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image164.gif三種不同的值，這樣通過(guò)調節調制比m就能有效控制file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image118.gif,進(jìn)而使得電路的功率因數為1。
3.2系統總體框圖 系統總體框圖如圖3所示，220V交流電壓經(jīng)過(guò)隔離、降壓、濾波后，得到比較穩定的交流電壓，在經(jīng)過(guò)AC/DC電路整流后再濾波得到比較平滑的直流輸出電壓；控制電路采用單片機產(chǎn)生的PWM波作為控制信號，提高了電源的功率因數，具有良好的電壓調整率和負載調整率；同時(shí)在變壓器副邊檢測的電壓、電流信號經(jīng)過(guò)比較器整形后，送入單片機對其進(jìn)行分析處理，外接LCD液晶顯示功率因數。當輸出電流大于2.5A時(shí)，保護電路起過(guò)流保護作用。
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image167.gif
圖5系統總體框圖
3.3 主電路子系統框圖與電路原理圖 1、主電路子系統框圖
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image169.gif 圖6主電路子系統框圖
3.4 輔助電路子系統框圖與電路原理圖 輔助電路包括過(guò)流保護電路、功率因數測量電路。 1、功率因數測量電路子系統框圖 以-------單片機為核心的功率因數測量系統硬件結構圖如圖5所示。該測量系統主要由電流互感器、電壓互感器、整形修正電路、單片機、 LED顯示器和通信接口等組成。
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image171.gif
圖7功率因數測量電路子系統框圖 2、功率因數測量電路子系統電路 在 LM393 的輸入端加了兩個(gè)IN4108穩壓二極管將輸入信號控制在 -0.7V—+0.7之間，經(jīng)過(guò)零比較器將正弦信號轉變成方波；用觸發(fā)器CD4013去除高頻信號，濾除諧波干擾；通過(guò)2個(gè)施密特整形觸發(fā)器，得到TTL方波信號。送入單片機進(jìn)行分析處理。原理圖如圖6所示：
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image173.gif圖8功率因數測量電路子系統電路
3.5驅動(dòng)電路及其結構圖 驅動(dòng)電路是以是將信息 電子電路傳來(lái)的信號按照其控制目標的要求，轉換為加在電力電子器件控制端和公共之間，可以使其開(kāi)通或關(guān)斷信號，還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節。示意圖8如下：
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圖9光耦合器的類(lèi)型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型 而本裝置采用電壓驅動(dòng)型器件的驅動(dòng)電路，包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分，如圖8所示：
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image176.gif 圖10電壓驅動(dòng)電路 3.6輔助電源 輔助電源由變壓部分、濾波部分、穩壓部分組成。為整個(gè)系統提供file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image178.gif5V和file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image178.gif12V電壓，確保電路的正常穩定工作。這部分電路比較簡(jiǎn)單，都采用三端穩壓管實(shí)現，原理圖如圖9所示： file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image180.gif 圖11電源電路子系統電路
4.作品結構 4.1硬件方塊圖
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image182.jpg 圖12系統框圖
4.2軟件流程圖
file:///C:/DOCUME~1/derek.yan/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image184.gif
圖13軟件流程圖
5.結論
5.1抑制諧波的方法 為了抑制電力電子裝置產(chǎn)生的諧波，其中的一種方法就是對整流器本身進(jìn)行改進(jìn)，使其盡量不產(chǎn)生諧波，減小電流和電壓相位差。這種整流器稱(chēng)為高功率因數變流器或高功率因數整流器。高功率因數變流器主要就是采用PWM整流技術(shù)，同時(shí)單片機產(chǎn)生PWM波形便于功率因數的校正。
5.2 心得體會(huì ) 綜合整個(gè)設計， 利用單片機產(chǎn)生的PWM波作為控制信號方便可行。然而對于硬件的制作來(lái)說(shuō)相對復雜，器件的選擇尤為重要，其與普通整流器和相控整流器的不同之處是其中用到了全控型器件，器件性能的好壞決定了PWM整流器的性能。優(yōu)質(zhì)的電力電子器件必須具有如下特點(diǎn)： (1)能夠控制通斷，確保在必要時(shí)可靠導通或截止； （2）能夠承受一定的電壓和電流，阻斷狀態(tài)時(shí)能承受一定電壓，導通時(shí)勻許通過(guò)一定的電流； （3）具有較高的開(kāi)關(guān)頻率，在開(kāi)關(guān)狀態(tài)轉換時(shí)具有足夠短的導通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間，并能承受高的di/dt和du/dt。
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發(fā)表于 2014-2-27 15:32:00
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