基于FPGA的1553B通信模塊的設(shè)計

　　4．3 控制電路元器件選型

　　4．3．1 乘法器參數(shù)計算

　　乘法器的輸入信號有兩個：交流輸入電壓經(jīng)全波整流后，通過R2和R4由MC33262的3引腳檢測，乘法器的輸出端得到半個正弦波的信號作為輸入電流的參考基準(zhǔn)，3引腳的輸入電壓的最大值箝位在3．2 V。為降低功率損耗，流過R2的電流應(yīng)為數(shù)百或更小。設(shè)R4=15 kΩ，則R2=1．8 kΩ，實(shí)際選擇R2=2 kΩ。由于電路工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，會引起高頻噪音，為減小高頻噪音對控制電路的干擾，還需在R4的兩端并聯(lián)一小容量高頻濾波電容C2，其容量為幾nF。

　　4．3．2 變壓器副邊繞組和限流電阻的設(shè)計

　　變壓器T是APFC預(yù)調(diào)整器的升壓電感器．通過計算升壓電感Lp的線圈匝數(shù)Np=60．9(匝)，實(shí)際取整數(shù)值Np為6l匝，副邊繞組取Ns=6，流過零檢測電阻R6的值可根據(jù)其損耗決定，應(yīng)滿足

　　將Uo=400 V，n=10代人式(4)得：R6≥8．4 kΩ，因此R6可選22 kΩ．0．25 W。

　　4．3．3 誤差放大器外圍器件

　　R5和R7實(shí)現(xiàn)輸出分壓采樣功能，其連接點(diǎn)與MC33262的1引腳相連，該引腳為控制器內(nèi)部誤差放大器的反相端，其同相端接2．5 V的參考電壓基準(zhǔn)。誤差放大器的輸入偏置電流最大值為-0．5μA，通過R5的電流應(yīng)遠(yuǎn)大于誤差放大器的輸入偏置電流。也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇R5和R7的數(shù)值。一般來說．流過R5的電流為電路負(fù)載電流的干分之一或更小一些，因此結(jié)合電路設(shè)計指標(biāo)取R5=1．6 MΩ，R7=10 kΩ。

　　4．3．4 啟動電路

　　啟動電路由R1和C4組成。根據(jù)啟動電流ISTART和啟動門限電壓Uccon來確定啟動電阻的值，即：

　　在輔助繞組提供器件正常工作的能量之前，C4必須提供足夠的能量為器件供電，C4應(yīng)滿足

　　將相關(guān)技術(shù)參數(shù)代入式(6)可得：C4≥13μF。其耐壓值應(yīng)大于器件的最大供電電壓，因此該設(shè)計選取C4為100μF，50V的電解電容。此外，為使電路能夠穩(wěn)定工作，必須增加電壓控制環(huán)。

　　5 BCM PFC電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　為了詳細(xì)分析BCM PFC電路．將輸入電壓擴(kuò)展到全電壓范圍內(nèi)，并對仿真數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析比較。當(dāng)輸入電壓有效值為90 V、120 V、150 V、180 V、220 V、240 V、270 V時，假設(shè)電路無任何損耗，輸入功率為150 w。由仿真結(jié)果可知，輸入功率的仿真值分別為164.4W、162.4W、161.3W、159.0W、157.6w、156.9w、156.3W，效率的仿真值分別為92．6％、93．7％、94．5％、95．8％、96．7％、97．2％、97．5％。將理論值和仿真值相比較．采用MATLAB將這些理論值和仿真值分別擬合成兩條曲線．如圖3所示。

　　從圖3(a)中看出，仿真波形與理論分析的差別為：在全電壓范圍內(nèi)輸入功率的仿真值比理論值要大，這是因?yàn)槔碚摲治鰰r．假設(shè)電路的效率為1．而仿真時電路的元器件本身也要消耗能量，所以輸入功率的仿真值要比理論值大；另外當(dāng)輸入電壓越來越大時，輸入功率的仿真值越來越小，即接近于理論值，電路的效率就越大，如圖3(b)所示，所以電壓越大，輸入功率的仿真值越接近于理論值。

　　輸出電壓的紋波的仿真值和理論值的比較如圖4所示。從圖4看出仿真的最大值小于4 V，小于給定的設(shè)計要求，而理論值也小于4 V，完全滿足設(shè)計要求。

　　6 結(jié)論

　　根據(jù)電路的設(shè)計指標(biāo)設(shè)計電路，并進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該變換器能在寬電壓輸入范圍內(nèi)穩(wěn)定輸出約400 V直流電壓，輸入電流波形基本與電壓波形一致，功率因數(shù)達(dá)到0．99以上，實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)的校正，可有效抑制輸入電流諧波。