高效单级变换式LED驱动电源设计方案

时间:2012-07-25来源:网络

2 单级AC/DC主要参数设计

在单级AC/DC 的设计中,储能电感、变压器规格、气隙长度等参数的选择直接影响驱动电源的性能参数,本文通过理论计算和经验判断相结合,得出合适的参数。

(1)储能电感值LP确定。

最低频率取50 kHz,最大导通时间取10μs.

(2)变压器参数规格。

DC/DC单级反激式变压器的功率容量乘积表达式:

或表示为:

式中,P 为输入功率,单位W;f 为工作频率,单位Hz;△B 为工作磁通密度,单位GS;Km为窗口填充系数;δ为电流密度,单位A/cm2;△T 为开关管导通时间,单位s。

理论计算得出来的AP值还要增加相应余量才能作为正确的取值,此时经验判断在应用中比较重要,由于磁材厂家在这方面有非常好的经验数据,因此,选取变压器只要在设计时确定电路参数如频率、功率等,就可以方便快速地从变压器厂家的规格推荐表中选取所需的型号。

本设计:输出功率75 W,最低频率65 kHz,根据TDK规格书,选取PQ3230。

(3)气隙的确定。

根据如下储能公式确定气隙长度Lg.

式中,Ae为170 mm2,Bm取1 950 GS,则计算出Lg为0.35 mm,但在实际设计时会有10%的误差,可以实际修正。

(4)由气隙确定变压器的AL值。

由于磁芯规格和气隙已确定,可以通过给磁芯绕一定的匝数来确定AL值。

(5)初级匝数n.

根据:Lm =ALn2本设计:取55匝。

(6)根据允许的纹波电压,确定输出滤波电容:

本设计:取3 000μF/100 V.

(7)匝数比N 取值。

由上面的仿真图和经验数据,兼顾功率器件特别是系统特性指标的性价比,本设计案例Rvr可以取值2,根据反射电压公式得出N 值为2,Rvr确定后,查曲线可得PF值大约为0.95,THDI≤20% 左右,这对于小功率的直流供应器来说是很好的指标,优于目前国内外各种标准要求。

(8)功率开关器件MOS与二极管的确定当N 值、漏感确定、输出电压确定后,反射电压、漏抗引起的反峰电压就能确定,则确定MOS、二极管等耐压值就很容易算出;根据功率规格,计算出电流大小,则确定MOS、二极管电流值就很容易算出。

本例:MOS电压要求等于输入市电峰值电压+反射电压+漏感引起的反向电压,则取:11 A,800 V ,型号:SDA11NS0C3 二极管Diode取:20 A,200 V,型号:MBR20200CTG.

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关键词: 电源 设计 方案 驱动 LED 单级 变换 高效

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