帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統，包括前級電路及后級電路；所述前級電路包括由升壓斬波電路構成功率因數校正電路；所述后級電路包括用于實現DC/DC變換的反激變換器；所述前級電路使用UCC28019控制芯片作為主控原件，所述后級電路使用NCP 1207控制芯片作為主控原件，所述UCC28019控制芯片與NCP 1207控制芯片分別包括八個引腳；有益效果為：本電源適配器系統，采用前后兩級電路設計，前級電路采用升壓斬波電路構成功率因數校正電路，降低諧波引起的電磁干擾和射頻干擾；后級采用反激變換器，同時進行蓄電池恒壓/恒流充電控制，提高系統的整體效率，并延長適配器的使用壽命。
【專利說明】帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統 【技術領域】
[0001] 本實用新型具體設及一種帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統。 【【背景技術】】
[0002] 電力電子器件在各種電能變換中廣泛應用，大大提高了能量變換的效率。但由于 電力電子器件大多都是非線性元件，不同程度地帶來了諧波污染和功率因數降低等問題。 有鑒于此，本專利提出一種帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器，在提高能源轉換效 率的基礎上，進一步改善電能質量。 【【實用新型內容】】
[0003] 本實用新型為解決現有技術問題而提供一種新型的帶有功率因數校正功能的隔 離電源適配器系統。
[0004] 本實用新型的技術方案如下：帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統，包 括前級電路及后級電路;所述前級電路包括由升壓斬波電路構成功率因數校正電路;所述 后級電路包括用于實現DC/DC變換的反激變換器;所述前級電路使用UCC28019控制忍片作 為主控原件，所述后級電路使用NCP1207控制忍片作為主控原件，所述UCC28019控制忍片與 NCP1207控制忍片分別包括八個引腳。
[0005] 所述前級電路還包括EMI濾波電路、采樣電阻Rs、分壓電阻Rf 1、分壓電阻Rf 2;所述 EMI濾波電路的輸入端接交流電，輸出端連接二極管D2輸入端，二極管D2輸出端連接有電阻 R3,電感線圈L，^極管Q，二極管D1，電容C6,電容C6輸出端連接負載;采樣電阻Rs輸入端連 接于EMI濾波電路和二極管D2之間，采樣電阻Rs輸出端連接UCC28019控制忍片第Ξ引腳，第 一分壓電阻Rfi輸入端連接于二極管D1與電容C6之間，第一分壓電阻Rfi輸出端連接第二分 壓電阻Rf2,第一分壓電阻Rfi與第二分壓電阻Rf2之間連接UCC28019控制忍片第六引腳，所 述第二分壓電阻Rf2兩端連接電容巧;二極管D2輸出端連接有電阻R2,電阻R2輸出端連接電 阻R1后接地，UCC28019控制忍片第四引腳連接于電阻R2與電阻R1之間；UCC28019控制忍片 第二引腳連接電容C2后接地;UCC28019控制忍片第八引腳連接Ξ極管Q的基極;UCC28019控 制忍片第五引腳連接電阻R4、電容C4后接地，電阻R4輸入端及電容C4輸出端連接有電容C3。
[0006] 所述后級電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5;其中，電阻R1輸入端 連接電容C2,輸出端連接第一電感線圈后接地，NCP1207控制忍片第一引腳連接電容C2與電 阻R1之間;Ξ極管Q的基極連接NCP1207控制忍片第五引腳，Ξ極管Q的集電極連接第二電感 線圈，Ξ極管Q的發射極連接電阻R4后接地;NCP1207控制忍片第Ξ引腳連接電阻R5后接入 電阻R4輸入端;NCP1207控制忍片第二引腳連接集成電路U1;R2的輸入端連接電容C1后接 地;第一電感線圈及第二電感線圈通過變壓器T1與第Ξ電感線圈連接，第Ξ電感線圈連接 二極管D2、電容C6后連接負載，電阻R3輸入端連接二極管D2與電容C6之間，輸出端連接集成 電路U1。
[0007] 本實用新型的有益效果為：使用上述方案的電源適配器系統，采用前后兩級電路 設計，前級電路采用升壓斬波電路構成功率因數校正電路，降低諧波引起的電磁干擾和射 頻干擾;后級采用反激變換器，實現DC/DC變換，同時進行蓄電池恒壓/恒流充電控制，提高 系統的整體效率，并延長適配器的使用壽命。 【【附圖說明】】
[000引圖1為本實用新型前級電路圖；
[0009] 圖2為本實用新型后級電路圖。 【【具體實施方式】】
[0010] W下各實施例的說明是參考附加的圖式，用W例示本實用新型可用W實施的特定 實施例。本實用新型所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內」、「 夕H、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用W說明及理解本實用 新型，而非用W限制本實用新型。在圖中，結構相似的單元是W相同標號表示。
[0011] 如圖1所示，為本實用新型的隔離電源適配器系統的前級電路，采用升壓斬波電路 構成功率因數校正電路，主要實現功率因數校正和電壓變換功能，W降低諧波引起的電磁 干擾和射頻干擾;該電路采用T I公司的UCC28019控制忍片作為主控元件，通過搭建外圍電 路，即可實現功率因數校正功能;具體的，所述前級電路還包括EM I濾波電路、采樣電阻Rs、 分壓電阻Rfi、分壓電阻Rf2;所述EM I濾波電路的輸入端接交流電，輸出端連接二極管D2輸 入端，二極管D2輸出端連接有電阻R3,電感線圈L，S極管Q，二極管D1，電容C6,電容C6輸出 端連接負載;采樣電阻Rs輸入端連接于EMI濾波電路和二極管D2之間，采樣電阻Rs輸出端連 接UCC28019控制忍片第Ξ引腳，第一分壓電阻Rfi輸入端連接于二極管D1與電容C6之間，第 一分壓電阻Rfi輸出端連接第二分壓電阻Rf2,第一分壓電阻Rfi與第二分壓電阻Rf2之間連 接UCC28019控制忍片第六引腳，所述第二分壓電阻Rf2兩端連接電容巧;二極管D2輸出端連 接有電阻R2，電阻R2輸出端連接電阻R1后接地，UCC28019控制忍片第四引腳連接于電阻R2 與電阻R1之間；UCC28019控制忍片第二引腳連接電容C2后接地;UCC28019控制忍片第八引 腳連接Ξ極管Q的基極;UCC28019控制忍片第五引腳連接電阻R4、電容C4后接地，電阻R4輸 入端及電容C4輸出端連接有電容C3。
[0012] UCC28019控制忍片為8腳元件，其中第一引腳為接地端、第二引腳為電流環路補 償、第Ξ引腳為電感電流檢測、第四引腳為交流輸入電壓檢測、第五引腳為電壓環補償、第 六引腳為輸出電壓檢測、第屯引腳為器件供電電流、第八引腳為開關管口極驅動。UCC28019 忍片內部具有兩個功率因數校正控制回路，通過采樣電阻Rs采樣電流信號，轉換為電壓信 號后接入忍片的第Ξ引腳，忍片內部集成了控制回路，能夠控制電流波形跟隨輸入電壓波 形，實現相位一致，從而獲得高功率因數;另外，系統外部進行電壓檢測，將輸出電壓經電阻 Rfi、電阻Rf2分壓后送入第六引腳，通過忍片內部的電壓誤差放大器，實現穩壓作用。
[0013]如圖2所示，為本實用新型的隔離電源適配器系統的后級電路，選用安森美公司的 NCP1207作為主控元件，其工作頻率在50~120K化范圍內變頻運行，具有變壓器鐵忍復位檢 巧。、四象限運行、動態自供電、過壓保護、過流保護等功能;所述后級電路包括電阻R1、電阻 R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5;其中，電阻R1輸入端連接電容C2，輸出端連接第一電感線圈后 接地，NCP1207控制忍片第一引腳連接電容C2與電阻R1之間；Ξ極管Q的基極連接NCP1207控 制忍片第五引腳，Ξ極管Q的集電極連接第二電感線圈，Ξ極管Q的發射極連接電阻R4后接 地;NCP1207控制忍片第Ξ引腳連接電阻R5后接入電阻R4輸入端;NCP1207控制忍片第二引 腳連接集成電路U1;R2的輸入端連接電容C1后接地;第一電感線圈及第二電感線圈通過變 壓器T1與第Ξ電感線圈連接，第Ξ電感線圈連接二極管D2、電容C6后連接負載，電阻R3輸入 端連接二極管D2與電容C6之間，輸出端連接集成電路U1。
[0014] NCP1207控制忍片有8個引腳，其中第一引腳為退磁檢測與過壓保護端、第二引腳 為峰值電流設定反饋端、第Ξ引腳為電流檢測與跳過周期模式設置端、第四引腳為接地端、 第五引腳為驅動端、第六引腳為忍片供電、第屯引腳懸空、第八引腳接高壓直流母線。輸入 電壓通過電阻接入控制忍片第八引腳，使忍片帶點起振，控制忍片開始工作，第五引腳驅動 反激變換器中的開關管通斷，實現反激變換器功能。
[0015] 為了使本領技術人員能夠較好地理解本發明，下面結合實例具體說明。首先，要確 定系統的最大平均輸出電流。W功率350W，輸出電壓為390V為例，則輸出電流為0.9A。
[0016] 設變換器的效率為0.92，最小輸入電壓為85V，功率因數高達0.99，則最大輸入線 電流為：
[0017]
[0018] 從而得出其最大峰值電流為
最大平 均輸入電流夫
設整流二極管的通態壓降為 0.95V，依此選擇整流元件功率為：
[0024] 在輸出電壓為390V，開關頻率65KHZ，占空比為0.4，電流紋波為0.18A的情況下，電 感計算為8.5恤，可W選用PQ32/20磁忍設計電感，在磁忍上用0.45mm漆包線繞制120應即 可。
【主權項】
1. 帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統，其特征在于，包括前級電路及后級 電路;所述前級電路包括由升壓斬波電路構成功率因數校正電路;所述后級電路包括用于 實現DC/DC變換的反激變換器;所述前級電路使用UCC28019控制芯片作為主控原件，所述后 級電路使用NCP1207控制芯片作為主控原件，所述UCC28019控制芯片與NCP1207控制芯片分 別包括八個引腳。2. 根據權利要求1所述的帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統，其特征在于， 所述前級電路還包括EMI濾波電路、采樣電阻Rs、分壓電阻Rf\、分壓電阻Rf 2;所述EMI濾波電 路的輸入端接交流電，輸出端連接二極管D2輸入端，二極管D2輸出端連接有電阻R3，電感線 圈L，三極管Q，二極管D1，電容C6，電容C6輸出端連接負載； 采樣電阻Rs輸入端連接于EMI濾波電路和二極管D2之間，采樣電阻Rs輸出端連接 UCC28019控制芯片第三引腳，第一分壓電阻Rfi輸入端連接于二極管D1與電容C6之間，第一 分壓電阻Rfi輸出端連接第二分壓電阻Rf 2,第一分壓電阻1^!與第二分壓電阻Rf2之間連接 UCC28019控制芯片第六引腳，所述第二分壓電阻Rf2兩端連接電容C5; 二極管D2輸出端連接有電阻R2,電阻R2輸出端連接電阻R1后接地，UCC28019控制芯片 第四引腳連接于電阻R2與電阻R1之間；UCC28019控制芯片第二引腳連接電容C2后接地； UCC28019控制芯片第八引腳連接三極管Q的基極;UCC28019控制芯片第五引腳連接電阻R4、 電容C4后接地，電阻R4輸入端及電容C4輸出端連接有電容C3。3. 根據權利要求1所述的帶有功率因數校正功能的隔離電源適配器系統，其特征在于， 所述后級電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻R5;其中，電阻R1輸入端連接電容 C2,輸出端連接第一電感線圈后接地，NCP1207控制芯片第一引腳連接電容C2與電阻R1之 間；三極管Q的基極連接NCP1207控制芯片第五引腳，三極管Q的集電極連接第二電感線圈， 三極管Q的發射極連接電阻R4后接地;NCP1207控制芯片第三引腳連接電阻R5后接入電阻R4 輸入端;NCP1207控制芯片第二引腳連接集成電路U1;R2的輸入端連接電容C1后接地;第一 電感線圈及第二電感線圈通過變壓器T1與第三電感線圈連接，第三電感線圈連接二極管 D2、電容C6后連接負載，電阻R3輸入端連接二極管D2與電容C6之間，輸出端連接集成電路 Ul〇
【文檔編號】H02M1/42GK205430061SQ201620225807
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】張元敏
【申請人】許昌學院