基于MSP430的高功率因數電源設計方案
4 測試數據與分析
4.1 測試儀器
15 MHz 函數信號發生器,型號為Agilent33129A.數字示波器,型號為Tektronix TDS 1002,雙通道,60 MHz .萬用表的型號為FLUKE17B。
4.2 測試方案及結果如下
按照基本要求預置電壓設為36 V,當負載變化時,輸出電壓理論值應不變恒為36 V,輸出電流會隨著負載的變化而變化。實際中由于各種誤差的存在,輸出電壓和預置電壓多少會有一些差距。檢測實際輸出電壓電流,和理論值比較。
變壓器副邊電流通過電流I2互感器經電阻采樣后送示波器顯示,測其失真度。
采樣電壓電流經比較器后可以測得得到相位差,經余弦運算既得功率因數。減小負載使得輸出電流增大, 當達到2.5 A 時,檢測繼電器是否調轉,若跳轉則過流保護功能可靠。
1)預置輸出電壓不變(36 V)時,改變負載,測得實際輸出電壓、電流和功率因數如表1 所示。
表1 負載變化時的電源參數
2)輸出電壓數字可調。通過按鍵預置輸出電壓,測量實際輸出電壓如表2 所示。
表2 輸出電壓數字調節
4.3 測試結果分析
測試數據顯示,功率因數高達0.999 以上,測量誤差的絕對值低于0.84%.測相時,兩路信號經比較器之前先進行了飽和放大,讓信號的幅值盡量靠近,這樣減小了比較誤差,在采用MSP430 測相,時鐘可能會引來誤差,但是參考時鐘頻率較高(1 MHz),時鐘頻率非常穩,輸入信號頻率低(50 Hz),在測相計數的過程中可能有的差距,多計一個數(或者少計一個數),會給測得的相位差帶來的偏差,該誤差完全可以忽略不計,但在輸入信號頻率較高時,該誤差不能忽略。輸出電壓數字調節測量時,實際值和理論值有一定誤差,但誤差較小,在允許的范圍內。
5 結束語
本系統較好地設計和實現了高功率因數的直流電源,電源波形畸變非常小,電源效率高,電質量得到改善。目前電能是使用最多的能源之一, 如果電能的使用效率得以提高,那么可以大大減少對能源的浪費。基于低功耗單片機MSP430的高功率因數電源有待進一步深究,有望融入日常生活。低污染、高效率、綠色化、低應力、低輸出紋波,這是市場對新型電源的要求。本系統還有很大的發展空間,可以嘗試與太陽能、風能相結合。
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