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技術(shù)達(dá)人:僅需五步!LED照明電源單級(jí)PFC高頻變壓器設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2014-01-16 責(zé)任編輯:mikeliu

【導(dǎo)讀】一般來(lái)說(shuō),LED照明電源多數(shù)采用PFC設(shè)計(jì),因?yàn)镻FC不但節(jié)省空間,而且節(jié)約成本,這么好用的東西當(dāng)然要和大家分享一下,下面教你五步搞定PFC高頻變壓器設(shè)計(jì)!希望對(duì)大家有所幫助!

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.而10~70W的LED驅(qū)動(dòng)電源,一般采用單級(jí)PFC來(lái)設(shè)計(jì)。

實(shí)例講解:60WLED照明電源

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(zhǔn)諧振,效率做到0.87應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。

按功率來(lái)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(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(diào)頻方式工作。完全可以滿足需求??梢源牍饺タ纯磳?shí)際需要的工作頻率為:51295Hz.

第二步:計(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??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(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=482.55uH

取500uH。
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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)。?

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:

LED照明電源單級(jí)PFC高頻變壓器設(shè)計(jì)

總結(jié)

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。

在變壓器設(shè)計(jì)過(guò)程中。簡(jiǎn)化了一些東西。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(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。

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