高效單級(jí)變換式LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案(二)

允許MOS關(guān)斷電壓、二極管反向電壓、匝數(shù)比N三者之間存在直接關(guān)聯(lián)，圖7是一個(gè)設(shè)計(jì)案例中得到的三者關(guān)聯(lián)仿真圖(設(shè)計(jì)交流輸入最大265 V,直流輸出50 V)。如圖7所示：按照器件的最佳性?xún)r(jià)比，推薦器件的選擇區(qū)域和變壓器的匝數(shù)比為圖中陰影部分是比較理想的。

圖5 功率因數(shù)仿真曲線(xiàn)圖

圖6 諧波失真度仿真曲線(xiàn)圖

圖7 功率器件參數(shù)選擇圖

2 單級(jí)AC/DC主要參數(shù)設(shè)計(jì)

在單級(jí)AC/DC 的設(shè)計(jì)中，儲(chǔ)能電感、變壓器規(guī)格、氣隙長(zhǎng)度等參數(shù)的選擇直接影響驅(qū)動(dòng)電源的性能參數(shù)，本文通過(guò)理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)判斷相結(jié)合，得出合適的參數(shù)。

(1)儲(chǔ)能電感值LP確定。

最低頻率取50 kHz,最大導(dǎo)通時(shí)間取10μs.

(2)變壓器參數(shù)規(guī)格。

DC/DC單級(jí)反激式變壓器的功率容量乘積表達(dá)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(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間，單位s。

理論計(jì)算得出來(lái)的AP值還要增加相應(yīng)余量才能作為正確的取值，此時(shí)經(jīng)驗(yàn)判斷在應(yīng)用中比較重要，由于磁材廠家在這方面有非常好的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，選取變壓器只要在設(shè)計(jì)時(shí)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(hào)。

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

(3)氣隙的確定。

根據(jù)如下儲(chǔ)能公式確定氣隙長(zhǎng)度Lg.

式中，Ae為170 mm2,Bm取1 950 GS,則計(jì)算出Lg為0.35 mm,但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)有10%的誤差，可以實(shí)際修正。