基于LLC諧振的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)
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由圖3峰值增益曲線可知k，Q取值小可以獲得較大的增益范圍，但這樣會(huì)增加電路損耗，實(shí)際取值應(yīng)是滿足增益條件后盡可能小的值。此處k=4，Q=0．3。k確定后，變壓器實(shí)際匝比為：
式中：Np_min為變壓器初級(jí)最少匝數(shù)；Bm為磁芯最大不飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
根據(jù)Ap法選擇PC40EER3542作為磁芯，采用分槽結(jié)構(gòu)的變壓器可以形成較大漏感作為諧振電感，但是鄰近效應(yīng)變得嚴(yán)重造成銅損偏大，因而初級(jí)匝數(shù)應(yīng)在保證磁芯不飽和情況下取得盡可能小，由Np_min=(Uin／2)／(2fsw_minAeBm)計(jì)算得到。變壓器繞線確定后，初級(jí)電感量通過氣隙長(zhǎng)度來調(diào)整。
4 實(shí)驗(yàn)
根據(jù)上述分析和設(shè)計(jì)結(jié)果，制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。主要元件參數(shù)為：PFC電感采用PC40 EI30磁芯，75匝電感量為280μH；PC40EER3540磁芯用于半橋變壓器，初級(jí)45匝，次級(jí)5匝；Lp=645 μH；Lr=145μH；諧振電容Cr=15 nF。圖4示出實(shí)驗(yàn)波形和效率曲線。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/168129.htm
圖4a為滿載輸出時(shí)PFC部分主功率管漏源極電壓uds_m和采樣電阻上電流iR波形。在MOS管從關(guān)斷到開通時(shí)，iR已經(jīng)降為零，uds_m也下降到了一個(gè)較低的值，從而減少了導(dǎo)通過程的開關(guān)損耗。圖4b為諧振點(diǎn)工作時(shí)，諧振半橋中下管的漏源極電壓uds_h波形和初級(jí)電流ip波形。下邊開關(guān)管在導(dǎo)通之前，ip流過下管的體二極管，uds_h被箝位到零，因而減少了開關(guān)振蕩，降低開關(guān)損耗。圖4c為輸入交流電壓uin、電流iin波形，電流、由圖可見功率因數(shù)校正效果較好，EMI較小。圖4d為150W和180W的效率η曲線，整機(jī)的平均效率超過90％，最高效率可達(dá)94％。
5 結(jié)論
采用BCM Boost+LLC諧振半橋的兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，大大降低了前后級(jí)開關(guān)管的開關(guān)損耗，提高了整機(jī)的效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)適用于LED這種較為穩(wěn)定的負(fù)載，在整個(gè)功率范圍具有較好的效率表現(xiàn)，平均效率超過90％。在相同功率水平上，相比其他采用三級(jí)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電源具有更好的效率表現(xiàn)，是未來大功率LED照明驅(qū)動(dòng)電源結(jié)構(gòu)較好選擇。
評(píng)論