由于LED照明電源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商業(yè)照明必需大于0.9.對于10~70W的LED驅動(dòng)電源，一般采用單級PFC來(lái)設計。即節省空間又節約成本。接下來(lái)我們來(lái)探討一下單級PFC高頻變壓器設計。
以一個(gè)60W的實(shí)例來(lái)進(jìn)行講解：
輸入條件：
電壓范圍：176~265Vac50/60Hz
PF：0.95
THD：25%
效率ef：0.87
輸出條件：
輸出電壓：48V
輸出電流：1.28A
第一步：選擇ic和磁芯：
Ic用士蘭的SA7527，輸出帶準諧振，效率做到0.87應該沒(méi)有問(wèn)題。
按功率來(lái)選擇磁芯，根據以下公式：
Po=100*Fs*Ve
Po：輸出功率；100：常數；Fs：開(kāi)關(guān)頻率；Ve：磁芯體積。
在這里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44；工作頻率選擇：50000Hz；則：
Ve=Po/（100*50000）=61.4/（100*50000）=12280mmm
PQ3230的Ve值為：11970.00mmm，這里由于是調頻方式工作。完全可以滿(mǎn)足需求�？梢源牍饺タ纯磳�(shí)際需要的工作頻率為：51295Hz.
第二步：計算初級電感量。
最小直流輸入電壓：VDmin=176*1.414=249V.
最大直流輸入電壓：VDmax=265*1.414=375V.
最大輸入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（設計變壓器時(shí)稍微取得比總效率高一點(diǎn)）。
最大占空比的選擇：寬電壓一般選擇小于0.5，窄電壓一般選擇在0.3左右�？紤]到MOS管的耐壓，一般不要選擇大于0.5，220V供電時(shí)選擇0.3比較合適。在這里選擇：Dmax=0.327.
最大輸入電流：Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39A
最大輸入峰值電流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A
MOS管最大峰值電流：Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A
初級電感量：Lp=Dmax^2*Vin_min/（2*Iin_max*fs_min）*10^3=0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000=482.55uH
取500uH.
第三步：計算初級匝數NP：
查磁芯資料，PQ3230的AL值為：5140nH/N^2，在設計反激變壓器時(shí)，要留一定的氣息。選擇0.6倍的AL值比較合適。在這里AL我們�。�
AL=2600nH/N^2
則：NP=（500/0.26）^0.5=44
第四步：次級匝數NS：
VOR=VDmin*Dmax=249*0.327=81.4
匝比n=VOR/Vo=81.4/48=1.696
NS=NP/n=44/1.686=26
第五步：計算輔助繞組NA
查看IC的datasheet，知道VCC為11.5~30V.在這選16V.
NA=NS/（Vo*VCC）=26/（48/16）=8.67取9.
繞法：
總結
通過(guò)樣品的測試，實(shí)驗結果為：整機效率0.88，PF值：176V時(shí)0.989；220V時(shí)0.984；265V時(shí)0.975.變壓器溫升25K.在整個(gè)變壓器設計過(guò)程中。簡(jiǎn)化了一些東西。比如二極管的壓降。對比一下，與一般反激式的變壓器有點(diǎn)一致。只是由于整流橋后沒(méi)有接大容量的電解電容。實(shí)際的直流最低電壓沒(méi)有1.414倍。 |
