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次级二极管瞬时峰值电流为ID(t)，根据励磁电流引起的磁通不能突变原则可知：ID(t)=n IQ(t)=nIQ(sin)_pksinωt,且等式LP =n2 LS成立，其中参数n为变压器的初、次级匝数比。

根据变压器伏秒平衡原则，在绕组次级伏秒规则如下：

式中，Uo是输出直流电压，UF是整流二极管正向导通压降。

且根据：T =TON+TOFF

设在第N 点对IQ(sin)_pk_N积分可得到其平均值，在图3中三角形△CED中：

则市电输入电流：

由上几个等式可得到：

设：UR =n (Uo+UF)并定义：UR为反射电压。

又设定电压反射比为：

则可得输入电流的表达式：

由输入电流表达式可见：在开关管按恒定导通时，输入电流也不是纯净正弦波，失真度THDI与Rvr密切相关，即THDI取决于输出直流电压和初次极匝数比n(这里n=N1/N2 )等。

根据上述表达式把输入电流正弦波特性与Rvr关系式仿真绘图，如图4所示。由仿真输出图可知：Rvr数值越小时，输入电流就越正弦，失真度就越小;反之则正弦特性越差。

图4 正弦电流仿真图

1.2 高功率因数输入的器件优化选择原则

设定输入电压为纯净正弦波，输入功率因数和谐波电流关系如下式：

式中，θ 为基波电压与基波电流的相角差;这里可设cosθ=1 .把以上关系式按不同的Rvr值仿真，并把PF值和THDI值绘图，如图5、图6所示，由关系图可知：Rvr值越小对功率因数和谐波电流越好，但是从系统性价比来看，Rvr并非越小越好;这是因为：由电流表达式可知，Rvr小就意味着反射电压UR高，匝数比N要求也大，也就是说MOS关断所承受的反峰电压就高，而相对于二极管D反向电压值要求反而小，反之若Rvr值过大，则PF值和THDI值差，但是对MOS电压要求低而二极管耐压则相对要求高，过度要求Rvr值对系统安全和器件优化选择是不利的，要从优化系统性能与成本的角度出发去选择N 值。

允许MOS关断电压、二极管反向电压、匝数比N三者之间存在直接关联，图7是一个设计案例中得到的三者关联仿真图(设计交流输入最大265 V,直流输出50 V)。如图7所示：按照器件的最佳性价比，推荐器件的选择区域和变压器的匝数比为图中阴影部分是比较理想的。

图5 功率因数仿真曲线图

关键词： 电源 设计 方案 驱动 LED 单级 变换 高效