螺栓與螺釘?shù)呐ぞ卦囼灆C的設(shè)計和實現(xiàn)機械制造專業(yè)

目 錄緒論11.1 數(shù)字式功率因數(shù)測量技術(shù)的背景11.1.1 儀表相位差測量功率因數(shù)的方法21.1.2 數(shù)字式功率因數(shù)測量的大致流程圖21.2 功率因數(shù)校正技術(shù)的背景21.2.1 功率因數(shù)校正（PFC）的意義32 功率因數(shù)測量部分42.1 被測電路的電路圖及一些技術(shù)指標42.2 數(shù)字式功率因數(shù)測量的電路原理圖52.2.1 數(shù)字式功率因數(shù)測量的電路分析原理流程圖62.2.2 功率因數(shù)測量電路的一些主要電子器件62.2.3 功率因數(shù)測量電路的分析62.3 測量電路芯片atmega48v-10pu72.3.1 測量電路芯片ATmega48V-10PU的各引腳功能說明72.4 多路輸出直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計（采用5V）83 功率因數(shù)校正部分83.1 無源PFC校正技術(shù)83.2 無源功率因數(shù)校正技術(shù)理論的大致電路:93.3 功率因數(shù)自動動校正的大致方案及主電路103.4 功率因數(shù)手動校正電路的采用113.5 用L6562組成的兩種功率因數(shù)校正電路123.5.1 L6561功率因素校正芯片133.5.2 橋式整流加標準Boost升降壓變換器的相關(guān)知識134 一些電子器件的選擇144.1 電阻的選擇144.2 電容的選擇144.3 二極管的選擇145 測試結(jié)果與校正后的電路功率因數(shù)14結(jié)論15致 謝16參考文獻17功率因數(shù)測量和自動校正電路設(shè)計和制作 摘 要：在當今的社會中我們都知道功率因數(shù)這個概念，它會直接影響電網(wǎng)的供電質(zhì)地。其中它在電力供電系統(tǒng)中的所扮演的比重越來越重，很明顯它是供電系統(tǒng)中是一個重要的參數(shù)。在如今電力電子器件如此發(fā)達成長的時代，種種開關(guān)器件在產(chǎn)業(yè)中得到了很大的應(yīng)用。但與此同時，所給社會帶來的危害性也是相當?shù)拇?，就如會使電網(wǎng)高次諧波相當渾濁，污染極端嚴重，乃至直接影響到了功率因數(shù)的測量。因此，為了抑止電網(wǎng)諧波，進一步升高功率因數(shù)，在現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常采用的方法是無功補償，無源，有源這些濾波器來對電網(wǎng)情況開始改良 。由此可見，功率因數(shù)校正電路的制作獲得了光鮮的關(guān)注。本文是針對一種數(shù)字式功率因數(shù)測量電路并且要求能對LR串聯(lián)電路進行功率因數(shù)校正的設(shè)計，設(shè)計一種數(shù)字式功率因數(shù)測量電路并能對所給定的電路進行功率因數(shù)校正。測量任意負載或電路的功率因數(shù)并用數(shù)字顯示，設(shè)定電路的功率因數(shù)，根據(jù)設(shè)定進行自動校正。后面首先介紹了L6562功率因素校正技術(shù)的一些基本理論和實現(xiàn)方法，但用L6562芯片來校正功率因素達不到本課題所要求的指標。在此基礎(chǔ)上，又采用橋式整流加標準Boost升降壓變換器。升降壓電路的輸入電流等于升壓電感電流，因此可以通過控制電感電流跟蹤輸入電壓變化來降低輸入電流畸變，手動校正來調(diào)節(jié)電感改變電壓，從而來改變它的磁飽和，從而使功率因數(shù)接近于0.9或者1。關(guān)鍵詞：數(shù)字式功率因數(shù)測量；功率因數(shù)手動校正；L6562；Boost升降壓變換器；緒論1.1 數(shù)字式功率因數(shù)測量技術(shù)的背景數(shù)字功率因數(shù)測量是電流互感器電壓互感器接入電壓信號的原理，可以訪問的電流信號，通過電壓互感器電壓信號，整形電路分為兩路輸入數(shù)字輸入模塊，一個周期性測量的電壓信號的道路上，用于檢測信號的上升沿的電壓的方式，然后輸入可編程計算機控制器，通過電流互感器的電流信號，整形電路后輸入數(shù)字輸入模塊，用于檢測電流信號的上升沿，再次輸進去到可與通訊接口相連接的可編程計算機控制器，而數(shù)字式功率測量的這部分程序已經(jīng)裝到了可編程計算機控制器的存儲單元，通過相位差測量的同時測量，因素和產(chǎn)生的信號周期和功率。1.1.1 儀表相位差測量功率因數(shù)的方法儀表相位差測量功率因數(shù)的大致技術(shù)內(nèi)容是利用線電流與線電壓之間相位關(guān)系來反映相電流與相電壓的相位關(guān)系，以此來檢測三相對稱不同性質(zhì)負載的功率因數(shù)。且相敏整流，磁電系儀表，在調(diào)整中，檢測誤差這些是儀表相位差測量功率因數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。主要的技術(shù)環(huán)節(jié)可以分為以下幾部分：儀表相位差測量電路，儀表電流與相位角之間的數(shù)學(xué)關(guān)系（積分關(guān)系），檢測儀表的調(diào)整（電流，&， cos&的換算關(guān)系），誤差簡析。選用大部分的半導(dǎo)體器件構(gòu)成一種電路是這種功率因數(shù)測量電路的最大特點，它同古老的電動機相位表對比，構(gòu)造上大大的簡化不少，損耗小。只要上述措施的采取，誤差大大減小，可以檢測到在不同的負載功率因數(shù)。1.1.2 數(shù)字式功率因數(shù)測量的大致流程圖1.2 功率因數(shù)校正技術(shù)的背景如今的社會中對功率因數(shù)校正的研究很必然的成為了一個及其重要研究內(nèi)容。以下是對各類功率因素校正器的研究近況做一系統(tǒng)的簡述。傳統(tǒng)的開關(guān)電源用很多不可控整流器和電解電容器電源，道釘網(wǎng)側(cè)電流的波形，輸入電流的波形將會得到嚴重失真，功率因數(shù)只有0.5 到 0.7左右。為了達到IEC5552的國際標準技術(shù)性指標，采納功率因數(shù)的校正技術(shù)顯然是非常有必要的。校正 PFC 技術(shù)在發(fā)展的方向上呈現(xiàn)出兩個極端。一個是電源利用對雙水平式校正技術(shù)的高精度、高電源PFC控制芯片的特殊因素，該方法具有良好的控制性能，而且成本高，對一些一般的中小功率電源來說是接受不起；另一種是用于校正電路小功率單級功率因數(shù)，在DCM模式，不連續(xù)工作模式 DCM PFC電路通過適當?shù)脑O(shè)計使得輸入電流能自動伴隨輸入電壓的變化來實現(xiàn)功率因數(shù)校正。該電路可以實現(xiàn)高功率密度和易于控制，成本低，功率因數(shù)可以達到更高的要求。1.2.1 功率因數(shù)校正（PFC）的意義如今社會的發(fā)展真的很快，同人們的生活和工作密切相關(guān)的電力電子設(shè)備已經(jīng)在電力、工業(yè)、通信和家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這些設(shè)備的功能是不同的，形狀千姿百態(tài)，但他們有一個共同點，即都需要電源正常工作。大家都知道，是全橋整流的AC電源可以得到，直流電源。如下面的圖 1（a）所示。圖 1 (a) 整流電路 (b) 輸入電壓電流波形 (c) 輸出電壓波形圖 1 (a) 整流電路 (b) 輸入電壓電流波形 (c) 輸出電壓波形其中，C為輸出儲能電容。為使圖 1中Vout的紋波比較小，C的值需要取得比較大。當Vin小于Vout時，由儲能電容C為負載R提供能量；當Vin大于Vout時，由Vin為負載R提供能量，并同時為儲能電容C補充之前消耗的能量。從圖1-1(b)中輸入電壓和電流的波形可以看出，Vin僅在其峰值處為負載電路提供電流。雖然Vin為正弦波形，Iin卻呈脈沖狀，波形畸變嚴重。脈沖波形中含有大量諧波，回流到電網(wǎng)中的諧波電流，會造成嚴重的諧波“污染”，其他電氣設(shè)備造成的危害：(1) 當在輸電線路上流過諧波電流時，電壓降落于傳輸線的阻抗，電網(wǎng)電壓因此得以發(fā)生畸變，影響其它電氣設(shè)備的正常用電；(2) 輸電線路故障引起的諧波電流的危害，電氣設(shè)備。例如，流經(jīng)一個傳輸線或變壓器的諧波電流，會使傳輸線的加熱和輸電線路和變電站設(shè)備電熱損傷；(3) 諧波電流影響用電設(shè)備本身用電。例如，電機，除了損失增加線的諧波電流，有額外的諧波轉(zhuǎn)矩，使電機的機械振動；(4) 電壓和電流的諧波之間的相位差越小，功率因數(shù)，降低發(fā)電，輸電和發(fā)電效率。因為只有基波分量的平均電力系統(tǒng)諧波成分的增加，在沒有電力系統(tǒng)發(fā)電，輸電和消費的過程，而且還增加了額定容量的電氣設(shè)備的要求；(5) 諧波電流使額外的諧波誤差測量儀。(6) 諧波電流干擾的通信電路。在高頻率成分的諧波電流，高頻成分會通過電耦合影響通信電路，磁耦合等方式；自上世紀八十年代開始，這些問題已經(jīng)引起了人們的重視，因此該技術(shù)的發(fā)展，以減少電流諧波，提高功率因數(shù)，以確保安全和可靠的電力網(wǎng)格。2 功率因數(shù)測量部分2.1 被測電路的電路圖及一些技術(shù)指標因為是針對一種數(shù)字式功率因數(shù)測量電路并且要求能對LR串聯(lián)電路進行功率因數(shù)校正的設(shè)計，從而要求本課題要完成以下要求和具體任務(wù)：(1) 功率測量電路如圖1所示的數(shù)值（開關(guān)的打開和關(guān)閉）；(2) 用數(shù)字顯示功率因數(shù)；圖1 L .R 串聯(lián)電路2.2 數(shù)字式功率因數(shù)測量的電路原理圖圖 2數(shù)字式功率因數(shù)測量電路圖24V的電壓輸入對電壓取樣05A電流輸入電源電路對電流取樣4位數(shù)碼顯示顯示轉(zhuǎn)換模塊數(shù)據(jù)分析計算處理A/D轉(zhuǎn)換模塊2.2.1 數(shù)字式功率因數(shù)測量的電路分析原理流程圖它的工作流程：通過AD轉(zhuǎn)換輸入后，判斷到電壓和電流的不同的過零點，再通過不同的時間的過零點來得到相位差。最后計算出功率因數(shù)。2.2.2 功率因數(shù)測量電路的一些主要電子器件 芯片型： ATmega48V-10PU微電壓互感器二毫安/可視化模型：spt204 性能指標：額定輸入電流 2mA 最大電流 常通10mA 額定0毫安的線性限制輸出電流為10mA（Ri5%日） 匝數(shù)比1:1的溫度- 50 65 精度 < 1% 相對濕度 <90% 相移 小于2018A電流互感器 電流互感器上的電阻R10K 與二極管串聯(lián)的大電阻電阻R110K 4位數(shù)碼管；整流二極管：耐壓二極管；常用電容電阻。2.2.3 功率因數(shù)測量電路的分析由上面的電路圖可分析：(1) 電壓采集電路上的大電阻為110K，電壓通過電阻分壓，采用的是電阻分壓得到。(2) 電流采集電路，通過電流互感器的電流，該電流轉(zhuǎn)換成電壓信號。(3) 電源電路上的二極管是為了防止電源接反而損壞芯片，以此來達到保護芯片的作用。(4) 上面那塊是芯片及其外圍電路。2.3 測量電路芯片atmega48v-10pu(1) 性能高且功耗低的8 位AVR® 微型處理器。(2) 先進的RISC。 結(jié)構(gòu)131 條指令 大多數(shù)指令的執(zhí)行時間為單個時鐘周期32 x 8 通用工作寄存器 全靜態(tài)操作，只需兩個時鐘周期的硬件乘法器。(3) 非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲器。對系統(tǒng)編程的實現(xiàn)程序，真正的讀寫操作。256字節(jié)的EEPROM（方式），清除：100000 次 512K 字節(jié)的片內(nèi)SRAM (ATmega48)可以對鎖定位進行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密。(4) 外設(shè)特點。兩個具有獨立預(yù)分頻器和比較器功能的8 位定時器/ 計數(shù)器。有獨立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器。引腳電平變化可引發(fā)中斷及喚醒MCU。(5) 微控制器的特征?？删幊痰牡綦姍z測還有能上電復(fù)位。中斷源通過校準的片上振蕩器的片上/下。省電模式，掉電模式，空閑模式，其噪聲抑制模式和待機模式五是一個睡眠模式。(6) I/O 口與封裝。23個可編程的I/O 口線 28引腳PDIP, 32 引腳TQFP 與32 引腳MLF 封裝(7) 工作電壓:ATmega48V：1.8 - 5.5V。ATmega48：2.7 - 5.5V。(8) 工作溫度限度:40°C 到85°C之間。(9) 工作速度等級:ATmega48V: 0 - 4 MHz 1.8 - 5.5V, 0 - 10 MHz 2.7 - 5.5V。(10) 和非常低的功率消耗。普通模式：1兆赫，1.8V：240一；32 kHz, 1.8V: 15A ( 包括振蕩器)掉電模式:1.8V， 0.1A。2.3.1 測量電路芯片ATmega48V-10PU的各引腳功能說明(1) VCC：數(shù)字電路的電源。(2) GND：地。(3) 端口 B(PB7.0)XTAL1/XTAL2/TOSC1 /TOSC2：端口B 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。(4) 端口C(PC5.0)：端口C 為7 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。(5) PC6/RESET：RSTDISBL位被編程時，可將PC6作為一個I/O口使用。最小脈沖寬度在P 38 Table 20 中給出。持續(xù)時間不到最小脈沖寬度的低電平不會產(chǎn)生復(fù)位信號(6) 端口D(PD7.0)：端口D 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。(7) AVcc：AVcc為A/D轉(zhuǎn)換器的電源。當引腳 PC3.0與 PC7.6用于ADC時，AVcc應(yīng)通過一個低通 濾波器與Vcc 連接。不使用 ADC 時該引腳應(yīng)直接與Vcc 連接。PC6.4 的電源則是由Vcc,提供的。(8) 模擬參考輸入引腳阿雷夫：ADC阿里夫這腳。(9) ADC7.6 (TQFP 與MLF 封裝)：兩個10 位A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入口為TQFP 與MLF 封裝芯片的 ADC7.6 引腳，它們的電壓由AVCC 提供。2.4 多路輸出直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計（采用5V）本課題測量的電源電路我采用的是它DC5V圖 3多路輸出直流穩(wěn)壓電源的電路圖多路輸出直流穩(wěn)壓電源電路。變壓器輸出 12V交流電，整流橋整流，電容兩級濾波。電容的耐壓最小要近20V。我們選用50V的。7912,7812 穩(wěn)壓管輸出12V正負電壓。LM236 5V穩(wěn)壓。R7的電阻1K，電容C2，C5整流濾波電容器，脈沖波形濾波整流直流電壓紋波紋波很小，它有一個接點容量負荷，一般來說，較重的負荷即負載越重電容C的值規(guī)格要越大。C6，C7為負載電路退耦電容，它對負載提供一個端距離的本地回路，防止自激震蕩。其數(shù)值與負載工作方式有關(guān)。在焊接完直流穩(wěn)壓電源的電路后，我用萬用表測量它的供電電壓穩(wěn)定在4.98V。由于我的測量電路上的電源電壓不能超過5V，所以基本上達到了5V的技術(shù)指標。3 功率因數(shù)校正部分3.1 無源PFC校正技術(shù)它是一種由一些無源器件如二極管、電感、電阻和電容等構(gòu)成的校正電路，不是使用晶體管等一些有源器件所構(gòu)成的。 目前國內(nèi)電視設(shè)計更大功率的電視，再加上一個電感之間的橋式整流濾波電容器（適當?shù)碾姼校?，平滑電容器充電波的原理是利用強脈沖的電感不能改變電流實現(xiàn)的特點來達到設(shè)計的具體要求。為了使功率因數(shù)，EMC和EMI的改進，可以提高電源線的電流波形畸變，導(dǎo)致對電感電流的濾波電容電流超前電壓補償?shù)碾妷禾匦?。這種方法還不能稱為無源PFC電路實現(xiàn)，只是一個簡單的補償措施，可以使用。之前把簡便的適當選取好的L和C的值的合適電感添加到以前具有無源PFC功能的配置裝置上，從而達到具有抑制電流瞬時突變的目的；但這是一個簡單的，低成本的回收方法，由于其大的輸出紋波的直流電壓，濾波電容器的低電流失真校正和功率因數(shù)補償容量減少。但在現(xiàn)實中的繞組和核心控制質(zhì)量不受影響，波動太大，將嚴重的圖象和聲音的干擾，只能是相比以前的非PFC裝置可以進入市場暫時的方式。總的來說，無源PFC技術(shù)在現(xiàn)實中的實用性還是很強的但是，有些時候會受到一些外界壞境的干擾從而讓它在測量時產(chǎn)生不太容易。而且無源PFC技術(shù)簡易可行同時投資下去的成本也相對其它一些校正技術(shù)要低點。3.2 無源功率因數(shù)校正技術(shù)理論的大致電路:圖 4電感串聯(lián)電容電路圖圖 5并聯(lián)電容電路圖3.3 功率因數(shù)自動動校正的大致方案及主電路以L6562為核心設(shè)計了一種固定關(guān)斷時間的新穎PFC電路，它的主要特點就是固定了MOSFET的關(guān)斷。芯片的工作頻率可以自動調(diào)整，另外，它的某個管腳有一個高的鉗位電壓（Vclamp）和一個低的觸發(fā)電壓（Vtrigger），再利用芯片的PWM信號就可以實現(xiàn)固定關(guān)斷時間控制。我們把具有這樣特性的管腳定義為管腳A，輸出PWM信號的管腳定義為管腳B。下面介紹這種固定關(guān)斷時間控制方法的工作原當管腳B輸出高電平時，二級管D就正向?qū)?，通過R1快速給電容C2充電，因為管腳A有一個鉗位電壓，所以電容C2就會被鉗在管腳A的鉗位電壓；當管腳B輸出低電平時，二級管D就反向阻斷，此時電容C2就通過R2放電，一直到電容C2上的電壓等于管腳A的觸發(fā)電壓時，管腳B就會由低電平變?yōu)楦唠娖?，電容C2將重新被充電至。管腳A的鉗位電壓。根據(jù)上面的分析，開關(guān)管的關(guān)斷時間就由電容C2和電阻R2來確定，因此，只要電容C2和電阻R2的大小確定，那么電容C2的放電時間也就確定，也就是開關(guān)管的關(guān)斷時間就確定了，這樣就可以控制關(guān)斷時間圖 6主電路圖3.4 功率因數(shù)手動校正電路的采用對于我這個部分的功率因數(shù)校正電路的設(shè)計模塊來說，剛開始的要求是要實現(xiàn)數(shù)字式功率因數(shù)測量電路并且要求能對LR串聯(lián)電路進行功率因數(shù)校正的設(shè)計，從而使被測電路中的功率因數(shù)自動校正為0.9和1兩種狀態(tài)。但是考慮到要求有點高及有點難度以及有些材料的局限性以及時間的緊促。到后面的手動修正方案可行性還是比較高，提高了電路的功率因數(shù)直接采取使用。手動校正的電路方案采用的是電感串聯(lián)電容的方法。如下圖所示:電容上串聯(lián)著一個可調(diào)電感，但是實際中測試中這沒有可調(diào)的電感。所以，我在變壓器的兩側(cè)并聯(lián)了一個電位器，通過調(diào)節(jié)電位器的轉(zhuǎn)度來改變電壓來改變模式管上的等效電阻最后來改變電感量。以此來達到改變電感的目的。從而實現(xiàn)了對該被測電路的功率因數(shù)的手動校正。圖 7電感串聯(lián)電容電路圖3.5 用L6562組成的兩種功率因數(shù)校正電路用L6562組成的兩種功率因數(shù)校正電路如圖5和圖6所示。圖5輸出為直流電壓400V、250W，圖6輸出為直流400V、80W。帶磁芯EE25 x 13 x 7升壓變壓器（類型3c85，和PC30），小學(xué)20×0.1mm股漆包線繞105匝，電感0.7mh，側(cè)三漆包線繞11圈，每邊約匝數(shù)為10:1，核心為1.5mm間隙。其它元件參數(shù)均示于圖中。圖 8在輸入電壓過零附近輸入電流的交越失真波形圖圖 9 265V L6562輸入85，輸出功率為250W功率因數(shù)校正電路圖 10所形成的 265V L6562輸入85，輸出功率功率因數(shù)校正電路圖 3.5.1 L6561功率因素校正芯片L6561是L6560改進型版本，有近似理想化的乘法器，能在較寬的輸入電壓(85265V)下工作，芯片采用BCD工藝技術(shù)制造，有許多突出的特點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 微小的啟動電流509A；(2) 典型的工作電流僅4mA；(3) 芯片上設(shè)置電流檢測濾波電路，外部無需RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)；(4) 增加了控制電路，避免無載條件下或半功率狀態(tài)下發(fā)生失控現(xiàn)象；(5) 精確可調(diào)的輸出過壓保護；(6) 內(nèi)部參考電壓為2.5V精密度高，251%；(7) 圖騰柱輸出，最大電流±700mA；(8) 工作溫度范圍寬(-25150)。由于使用L6561功率因素校正芯片輸出端要接一個大電容，所以輸出為平滑的直流電，而本方案則要實現(xiàn)輸出脈動的直流電，所以不適合。如果要使用本方案，逆變電路要選擇SPWM波進行逆變，這樣就增加了成本。在此基礎(chǔ)上，又采用橋式整流加標準Boost升降壓變換器。升降壓電路的輸入電流等于升壓電感電流，因此可以通過控制電感電流跟蹤輸入電壓變化來降低輸入電流畸變，使功率因數(shù)近似到1。3.5.2 橋式整流加標準Boost升降壓變換器的相關(guān)知識升降壓斬波器，另一種叫法是Buck-Boost變換電路，其輸出電壓平均值可大于或小于輸入直流電壓，輸出電壓與輸入電壓極性相反。由于電壓調(diào)節(jié)范圍大，因此應(yīng)用比較廣泛。在降壓-升壓轉(zhuǎn)換器電路，用的開關(guān)，第一電感儲存的能量，然后由電感向負載釋放。在Ton期間，開關(guān)S導(dǎo)通，二極管VD反偏而關(guān)斷，電容C向負載提供能量。在Toff期間，開關(guān)S關(guān)斷。之所以L上產(chǎn)生上負下正的感應(yīng)電動勢是因為電感L中的電流不能突變而引起，當感應(yīng)電動勢大小超過輸出電壓Uo時，二極管VD導(dǎo)通，電感經(jīng)VD向C和R反向放電，使輸出電壓的極性與輸入電壓相反。4 一些電子器件的選擇4.1 電阻的選擇由于我進線接的是調(diào)壓器，選用的是24V交流電，所以在被測電路上的電阻選的是10歐50瓦的功率電阻，與它串聯(lián)的是一個12歐的150瓦的功率電阻。而在測量電路上電壓采集電路上這模塊上采用的是大電阻為110K，因為電壓要通關(guān)電阻分壓而得到4.2 電容的選擇電容器的基本作用是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現(xiàn)象，使得電容器有著種種不同的用途，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用均來自充電與放電。220V交流電經(jīng)過整流后，由于整流后波形會有失真，所以需要在整流電路后加一個電容進行濾波，同時還要保證功率因數(shù)，波形不能濾平，由于接入的電壓為220V，整流之后為311V左右，因此選擇的耐壓也要高于311V，因此可以選擇耐壓400V的濾波電容473。升降壓電路的輸出端，因為要保證脈動的直流電，所以電容的選擇不能太大，但也要保證良好的濾波效果，在實際電路中選擇耐壓400V的濾波電容1Uf。4.3 二極管的選擇明顯的單向?qū)щ娦允钦鞫O管的一大特點，硅整流二極管的特征是擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。該器件的能通過較大電流（可達上千安）是由于截面積較大，但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下。由于整流電壓為220V，實際電路中選擇的整流二極管為耐壓為600V，電流為10A。而在升降壓電路開關(guān)控制部分，當MOSFET接通時，半導(dǎo)體二極管相當于開關(guān)在打開狀態(tài)，使電路斷路，當MOSFET斷開時，半導(dǎo)體二極管相當于開關(guān)處在關(guān)閉狀態(tài)，使電路保持通路。升降壓電路的控制電路選用的頻率為20KHZ左右，理論上應(yīng)該選擇快速二極管。而在實際電路中，當電壓上升時，快速二極管會發(fā)熱，所以最好選擇超快速二極管。5 測試結(jié)果與校正后的電路功率因數(shù)功率因數(shù)的測試及校正結(jié)果，參照被測電路圖來進行如下分析：當開關(guān)S閉合時，電感被短路所以此時的電路變成了純電阻電路此時數(shù)碼管上的顯示為1，即此時測得的功率因數(shù)為1.還有當負載上接純電感電路時，即接了一個比較大的電感，此時測得功率因數(shù)為0.51左右，而理論上計算得到的功率因數(shù)應(yīng)該為0.當給電感串聯(lián)一個12歐100瓦的可變電阻時，此時測得的功率因數(shù)為0.70。而理論上應(yīng)該0.71左右。當開關(guān)S斷開時，測量此時的帶電感的電路，測得此時的功率因數(shù)為0.68。而理論上由公式計算可得。功率因數(shù)=電阻值除以總的阻抗值。而總的阻抗值是=電阻值的平方加上感抗值得平方開算術(shù)平方根。而感抗=2LF。而該被測電路各個數(shù)據(jù)如下電阻值R=10+10=20歐，電感=12毫亨，所以計算得總的阻抗值的平方=20²+（2*3.14*50*0.012）*²=414.2114。所以功率因數(shù)就=20除以 (20*²+414.2114)的算術(shù)平方根=0.7009。 由上面的測量可見功率因數(shù)相對來講還是比較低的。校正時通過改變電壓來改變磁飽和來調(diào)節(jié)電感，同時調(diào)節(jié)滑動變阻器的電阻來改善該電路的功率因數(shù)。由理論上可得當電阻值與感抗值相等時，此時功率因數(shù)角為45度。所以此時的功率因數(shù)為0.707左右。當我把滑動變阻器上的電阻值變?yōu)?歐，所以此時的總電阻為12歐，而電感加大調(diào)到了20亨。此時的感抗計算出約等于6歐姆。此時理論上功率因數(shù)計算可得144除以180的算術(shù)平方根。得到此時的功率因數(shù)為0.8944。而校正后所測得的功率因數(shù)為0.89，接近于0.9。當用手動校正的方法來校正時，可以將功率因數(shù)校正到0.99左右。理論上由于電路上負載的波動性，功率因數(shù)不可能達到1。所以在調(diào)試時很難達到。結(jié)論本課題的研究是要求設(shè)計一種數(shù)字式功率因數(shù)測量電路并能對所給定的電路進行功率因數(shù)校正。測量任意負載或電路的功率因數(shù)并用數(shù)字顯示，設(shè)定電路的功率因數(shù)，根據(jù)設(shè)定進行自動校正。主要的研發(fā)內(nèi)容有以下三個：第一，研究功率因數(shù)的測量方法；第二，研究功率因數(shù)數(shù)字顯示電路；第三，研究功率因數(shù)的校正電路。我感覺自己在本次畢業(yè)畢業(yè)設(shè)計中，盡管我選的這課題相對于我這在專業(yè)知識不是很扎實的同學(xué)來說是有點復(fù)雜和難度的，但我認為自己真的學(xué)到了很多東西。雖然說可能最后對電路的功率因數(shù)測量可能會有那么的點不準確。但是，通過這次對畢業(yè)設(shè)計的實訓(xùn)，大大的鍛煉了我的動手能力，焊接的仔細認真與否也很重要。對元器件好壞的判斷有了一定的經(jīng)驗；可以很快的讀出電阻色環(huán)所對應(yīng)的阻值；當電路運行不正常時，懂得了如何去調(diào)試電路以及怎么分模塊的檢查電路和分析，把每一個部分都調(diào)試正常了，再對它進行實驗調(diào)試，這樣成功率會大很多；遇到問題后，通過和劉老師的交流，收獲還是很多的，同時也積累了很多經(jīng)驗，為以后走上工作崗位提供了保障。對我來說，我想不管是做畢業(yè)設(shè)計還是平時的課程設(shè)計以及平常的一些實訓(xùn)，我們在焊接電路時一定要非常仔細認真，可能是不小心焊錯了位置，可能是對元器件不熟悉，不熟悉每一種元器件使用的場合，結(jié)果導(dǎo)致電路運行時元器件燒壞。這時再去調(diào)試電路，檢查出錯的地方是非常困難的，會花費大量的時間在尋找問題上，少則幾個小時，多則幾天。最后可能在別人的指點提醒下很可能發(fā)現(xiàn)自己犯的是一個很低級的錯誤。記得有一回調(diào)試時，我忘記了將滑動變阻器的阻值打到它的最大處，結(jié)果導(dǎo)致電路中電流過大從而使有元器件燒壞。還有一次，我把電源電路的接線接反了，導(dǎo)致把芯片燒壞，最后在電路上加了個防止電源接反損壞芯片的二極管。其實這些都是最基本的知識一定得用學(xué)到過的知識計算過比較過認真思考過才適合。注：（1）論文成績評定以百分制計，滿分為100分。（2）總評成績按學(xué)院畢業(yè)（論文）評分標準，以優(yōu)秀、良好、合格、不合格記。