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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(duì)于10~70W的LED驅(qū)動(dòng)電源，一般采用單級(jí)PFC來設(shè)計(jì)。即節(jié)省空間又節(jié)約成本。接下來我們來探討一下單級(jí)PFC高頻變壓器設(shè)計(jì)。 以一個(gè)60W的實(shí)例來進(jìn)行講解： 輸入條件： 電壓范圍：176~265Vac 50/60Hz 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(zhǔn)諧振，效率做到0.87應(yīng)該沒有問題。 按功率來選擇磁芯，根據(jù)以下公式： Po=100*Fs*Ve Po：輸出功率；100：常數(shù)；Fs：開關(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）=12280 mmm PQ3230的Ve值為：11970.00mmm，這里由于是調(diào)頻方式工作。完全可以滿足需求。可以代入公式去看看實(shí)際需要的工作頻率為：51295Hz。 第二步：計(jì)算初級(jí)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(shè)計(jì)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。考慮到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=0.39 A 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(jí)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 =482.55 uH 取500uH。 第三步：計(jì)算初級(jí)匝數(shù)NP： 查磁芯資料，PQ3230的AL值為：5140nH/N^2，在設(shè)計(jì)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?nèi)。?br /> AL=2600nH/N^2 則： NP =（500/0.26）^0.5=44 第四步：次級(jí)匝數(shù)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(jì)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(jié) 通過樣品的測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：整機(jī)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(shè)計(jì)過程中。簡化了一些東西。比如二極管的壓降。對(duì)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有接大容量的電解電容。實(shí)際的直流最低電壓沒有1.414倍。 來源：電子工程網(wǎng) |
