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

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，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。

(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(guò)給磁芯繞一定的匝數(shù)來(lái)確定AL值。

(5)初級(jí)匝數(shù)n.

根據(jù)：Lm =ALn2本設(shè)計(jì)：取55匝。

(6)根據(jù)允許的紋波電壓，確定輸出濾波電容：

本設(shè)計(jì)：取3 000μF/100 V.

(7)匝數(shù)比N 取值。

由上面的仿真圖和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，兼顧功率器件特別是系統(tǒng)特性指標(biāo)的性價(jià)比，本設(shè)計(jì)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(duì)于小功率的直流供應(yīng)器來(lái)說(shuō)是很好的指標(biāo)，優(yōu)于目前國(guó)內(nèi)外各種標(biāo)準(zhǔn)要求。

(8)功率開關(guān)器件MOS與二極管的確定當(dāng)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(jì)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，則取：11 A,800 V ,型號(hào)：SDA11NS0C3 二極管Diode取：20 A,200 V,型號(hào)：MBR20200CTG.