ACDC转化器的效果及作业原理_acdc转化器电路结构_acdc转化器电路规划
浅显地讲，ACDC转化器便是将沟通电转化为直流电的设备。
AC，即Alternang Current的英文缩写，意思为“沟通”;DC，即Direct Current的英文缩写，意思为“直流”。
ACDC转化便是经过整流电路，将沟通电经过整流、滤波，然后转化为安稳的直流电。
AC-DC电源模块的效果
一、阻隔
1、安全阻隔：强电弱电阻隔IGBT阻隔驱动浪涌阻隔维护雷电阻隔维护(如人体触摸的医疗电子设备的阻隔维护)
2、噪声阻隔：(模仿电路与数字电路阻隔、强弱信号阻隔)
3、接地环路消除：长途信号传输分布式电源供电体系
二、维护
短路维护、过压维护、欠压维护、过流维护、其它维护
三、电压改换
升压改换降压改换交直流转化(AC/DC、DC/AC)极性改换(正负极性转化、单电源与正负电源转化、单电源与多电源转化)
四、稳压
沟通市电供电长途直流供电分布式电源供电体系电池供电
ACDC转化器电路结构全解
1、正激电路
2、反激电路
3、半桥电路
4、全桥电路
5、推挽电路
6、全波整流和全桥整流
各种结构的比较(如下图)
ACDC改换电路规划(单相)
近几年来，跟着电子技能和制造工艺的不断开展和电源技能的日益老练，人们对电源的转化功率提出了越来越高的要求.在电气范畴中，开关电源占有着无足轻重的方位，高功率是未来电源开展的必然趋势.传统的AC-DC改换电路因为要经过高频变压器来完结电压改换，很难将功率进步到更高的层次，也很难下降电源的纹波.本体系所规划的高功率的单相AC-DC改换电路，能够输出稳定的36V直流电压，在额外输出电流为2A时，可完结高达90%以上的电源转化功率.高功率、低纹波的电源转化不只能够供给愈加牢靠的供电体系，一起也能够带来十分可观的经济效益.
1 体系结构规划
1.1 规划使命
规划并制造如图1所示的单相AC-DC改换电路.输出直流电压安稳在36V，输出电流额外值2A.要求：在输入沟通电压US=24V、输出直流电流I0=2A的条件下，使输出直流电压U0=(36±0.1)V;当US=24V，I0在0.2～2.0A规模内变化时，负载调整率SI≤0.5%;当I0=2A，US在20～30V规模内变化时，电压调整率SU≤0.5%;规划并制造功率因数丈量电路，完结AC-DC改换电路输入侧功率因数的丈量，丈量误差绝对值不大于0.03;具有输出过流维护功用，动作电流为(2.5±0.2)A，在确保完结上述要求的基础上最大极限地进步功率因数和电源的功率，能够依据设定主动调整功率因数.
1.2体系结构体系结构见图2.外部220V沟通电经过阻隔变压器改换出本规划所需的24V单相工频沟通电.为满意输出大电流的要求，本规划选用220～36V的阻隔变压器调配调压变压器供给20～30V的沟通电压输入.在本次所规划的体系中，单相24V工频沟通电经过AC-DC改换电路输出稳定的36V直流电压给可变负载R1供电[1].为完结功率因数的丈量和补偿以及电路体系的过流维护，需要对AC-DC改换电路的输入和输出端一起进行电压和电流的采样，并将收集到的数据送给AVR单片机内部的A/D进行处理，一起对整个体系做出相应的操控.
单片机能够将丈量核算得到的功率因数送给LCD显现，一起能够依据键盘的动作触发继电器作业，完结功率因数的补偿;当体系电流到达规划的初始值时，单片机触发过流维护模块主动堵截电路，并在电流减小到维护值时主动康复作业.为给体系的其他芯片供给作业电压，本规划别的设置了一套辅佐电源，包含+5，+12，-12V在内的常用电压
1.3体系硬件电路规划1.3.1AC-DC主模块电路AC-DC主模块电路原理图见图3.本模块电路由超低功耗整流器模块和DC-DC升压模块两部分构成.超低功耗整流器主要由二极管桥操控器LT4320驱动4个导通电阻和饱满压降极低的N型MOSFET构成，完结了单相沟通电到直流电的超高效转化.DC-DC升压模块以高效开关稳压操控器LTC3789为中心，调配恰当的电路参数完结36V的恒压输出.
LT4320是一款用于9～72V体系的抱负二极管桥操控器.它选用低功耗N沟道MOSFET代替了
全波整流器中的悉数4个二极管，以显著地下降功率耗散并添加可用电压，极大地提高了转化功率.LT4320开关操控电路平稳地接通两个恰当的MOSFET，一起将别的两个MOSFET坚持在关断状况以防止反向电流，MOSFET的挑选在1W到几kW的功率等级规模内，供给了最大的灵活性.操控器的作业频率规模为DC0～600Hz以及低至1.5mA的静态电流和-40～+85℃的宽作业温度规模很好的满意了本规划的要求.LTC3789是一款峰值功率高达98%的同步降压-升压型DC/DC操控器.该器材以高于、低于或等于输出电压的输入电压作业.LTC3789以200～600kHz的可选固定频率作业，也能够用其集成的锁相环(PLL)同步至相同规模的外部时钟，4～38V的宽输入规模、0.8～38V的宽输出规模.此外LTC3789具有可调软启动和杰出的电源输出，并在-40～125℃的作业结温规模内坚持±1.5%的基准电压精确度.因而，本规划所选用的以LT4320和LTC3789为中心构成的AC-DC改换电路模块具有十分高的实用价值。
1.3.2功率因数丈量模块电路功率因数丈量模块电路原理图见图4.经过过零比较电路检测出电压和电流的相位差，然后把数据送给Atmega128单片机的A/D进行剖析核算，输出体系的功率因数.功率因数是沟通电路中电压与电流之间的相位差φ的余弦，记作cosφ，也是有功功率P和无功功率S的比值.功率因数过低会影响电源的功率，进步功率因数具有极高的社会和经济效益，因而功率因数的精确检测具有十分重要的含义[2].在沟通电路中，有功功率是指一个周期内宣布或负载耗费的瞬时功率的积分的平均值;无功功率是用于电路内电场与磁场，并用来在电气设备中树立和保持磁场的电功率.
将沟通输入端的电流(转化为电压信号)与电压别离接入过零比较器的两个输入端，然后将输入电流与输入电压由原先的正弦信号整形为脉冲信号，最终将两路不同相位的脉冲信号经过异或门后输出，输出方波的脉冲宽度即表征了沟通电压与电流的相位差，而相位差与功率因数呈线性关系，然后得到功率因数.本丈量电路主要由集成运放LM358建立恰当的电路，完结沟通电压和电流信号的跟和顺扩大，经过扩大器电路处理过的两路信号送入电压比较器LM393，再将比较器输出的信号送入数字异或门7486，最终将输出成果送与单片机做处理.本电路用最基本的电路规划原理完结了功率因数的丈量，经过调理电路参数，使丈量电路具有了很高的精确性.
1.3.3功率因数补偿和过流维护电路功率因数补偿电路见图5.在电路体系中电容电压的相位滞后于电流的相位，而电感电压的相位超前于电流的相位，所以电感和电容的组合补偿能够完结功率因数的补偿.组合电感串联于沟通电路中，组合电容并联于电路中，经过继电器来完结匹配的组兼并主动接入到电源电路中去.功率因数补偿大多数选用无源或有源两种办法，本规划中选用根据LC构成滤波器的无源补偿办法，虽然选用开关电容网模块的补偿办法有更好的谐波按捺效果，可是无源LC补偿办法能够提高更高的功率[3].在理性负载上并联电容器的办法可用电容器的无功功率来补偿理性负载的无功功率，然后削减乃至消除理性负载于电源之间原有的能量沟通[4].因为补偿电容器会对电源中的谐波有扩大效果，为防止谐波扩大，所选电容器与所串理性电抗器参数应合理调配，即电容器串联电抗回路只要对某次谐波呈理性，此谐波就不会被扩大进入体系，即串联电抗回路对某次谐波的吸收功用
过流维护电路见图6.将单片机操控的继电器串接到DC部分的直流电路中，当单片机检测到电流传感器的电流值到达设定值，便堵截电路，当电流减小到设定值之下单片机触发继电器来接通电路，经过本体系的过流维护电路能够完结体系的过流维护并主动康复的功用，调理电流传感器的参数，能够到达±0.1A的操控精度.
2单片机操控体系
2.1操控体系硬件规划
操控体系硬件电路见图7.本体系选用Atmega128单片机作为主控芯片完结了对输入沟通电压和电流以及直流电压和电流信号的收集和处理[6]，并完结对功率因数补偿电路、过流维护电路的操控.At-mega128单片机是Atmel公司出产的高性能8位MCU，其内置8路10位AD，能够完结多路数据的收集.Atmega128单片机经过外部中止进行键盘的实时扫描，此外单片机经过串行办法操控12864液晶并实时显现数据，节省了单片机的硬件资源.
2.2操控体系软件规划
体系程序流程图见图8.体系上电后，首要初始化液晶屏和AD转化器，4路AD转化器别离收集输入电压信号、输入电流信号、输出电压信号、输出电流信号，若输出电流过大，当即操控继电器，堵截输出回路，进入过流维护状况，10s往后操控继电器使电路康复正常作业[7].单片机经过液晶屏显现输入电流、输入电压、功率因数以及输出电压、输出电流，若功率因数小于1，经过功率因数操控模块主动补偿功率因数.然后单片机扫描按键，供给3个可选的子功用，别离为：设定功率因数、功率因数向1补偿、设定过流维护电流值.其间，“设定功率因数”指可在必定规模内设定功率因数的巨细，单片机经过功率因数操控模块主动调整功率因数到设定值，“设定过流维护值”即指能够在必定规模内人为设定最大维护电流.
3体系测验
3.1体系测验计划
体系测验计划见图9.若要对AC-DC改换电路的功率进行检测，需要在体系输入端和输出端设置测验端口，以便于得到输入输出端的电流和电压，即US，IS，U0，I0，功率核算公式为
4、定论
高功率、低纹波开关电源技能是未来电源技能开展的方向，而带有功率因数检测和补偿的电源体系也必定会为节能减排做出杰出的奉献.本体系规划的AC-DC改换电路一改传统的根据变压器的AC-DC改换技能，使用超低功耗二极管桥操控器结合超高效的开关稳压操控器的办法完结电源的改换，一起辅佐功率因数检测和补偿电路，最大极限地进步了电源的转化功率，并能够很好地操控电源的纹波.因为本规划处理了传统改换电源功率的瓶颈，所以在类似于核算机所用的低压电源范畴具有十分广泛的使用远景。
