高效單級變換式LED驅動電源設計方案

2 單級AC/DC主要參數(shù)設計

在單級AC/DC 的設計中，儲能電感、變壓器規(guī)格、氣隙長度等參數(shù)的選擇直接影響驅動電源的性能參數(shù)，本文通過理論計算和經(jīng)驗判斷相結合，得出合適的參數(shù)。

(1)儲能電感值LP確定。

最低頻率取50 kHz,最大導通時間取10μs.

(2)變壓器參數(shù)規(guī)格。

DC/DC單級反激式變壓器的功率容量乘積表達式：

或表示為：

式中，P 為輸入功率，單位W;f 為工作頻率，單位Hz;△B 為工作磁通密度，單位GS;Km為窗口填充系數(shù);δ為電流密度，單位A/cm2;△T 為開關管導通時間，單位s。

理論計算得出來的AP值還要增加相應余量才能作為正確的取值，此時經(jīng)驗判斷在應用中比較重要，由于磁材廠家在這方面有非常好的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，因此，選取變壓器只要在設計時確定電路參數(shù)如頻率、功率等，就可以方便快速地從變壓器廠家的規(guī)格推薦表中選取所需的型號。

本設計：輸出功率75 W,最低頻率65 kHz,根據(jù)TDK規(guī)格書，選取PQ3230。

(3)氣隙的確定。

根據(jù)如下儲能公式確定氣隙長度Lg.

式中，Ae為170 mm2,Bm取1 950 GS,則計算出Lg為0.35 mm,但在實際設計時會有10%的誤差，可以實際修正。

(4)由氣隙確定變壓器的AL值。

由于磁芯規(guī)格和氣隙已確定，可以通過給磁芯繞一定的匝數(shù)來確定AL值。

(5)初級匝數(shù)n.

根據(jù)：Lm =ALn2本設計：取55匝。

(6)根據(jù)允許的紋波電壓，確定輸出濾波電容：

本設計：取3 000μF/100 V.

(7)匝數(shù)比N 取值。

由上面的仿真圖和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，兼顧功率器件特別是系統(tǒng)特性指標的性價比，本設計案例Rvr可以取值2,根據(jù)反射電壓公式得出N 值為2,Rvr確定后，查曲線可得PF值大約為0.95,THDI≤20% 左右，這對于小功率的直流供應器來說是很好的指標，優(yōu)于目前國內外各種標準要求。

(8)功率開關器件MOS與二極管的確定當N 值、漏感確定、輸出電壓確定后，反射電壓、漏抗引起的反峰電壓就能確定，則確定MOS、二極管等耐壓值就很容易算出;根據(jù)功率規(guī)格，計算出電流大小，則確定MOS、二極管電流值就很容易算出。

本例：MOS電壓要求等于輸入市電峰值電壓+反射電壓+漏感引起的反向電壓，則?。?1 A,800 V ,型號：SDA11NS0C3 二極管Diode取：20 A,200 V,型號：MBR20200CTG.