LED驅動電源單極PFC反激式開關電源的設計(一)

最小開關頻率Fsw-min出現在最小輸入電壓的正弦峰值處。系統設計中,最小開關頻率Fsw-min一般設定在35kHz或更高。
確定變壓器反射電壓VOR,反射電壓定義為: VOR=n(Vout+Vf), VOR的取值影響MOSFET與次級整流管的選取以及吸收回路的設計。
5.2.2變壓器設計
首先確定初級電感量,電感的大小與最小開關頻率的確定有關,最小開關頻率發生在輸入電壓最小且滿載的時候,由公式推導有:

其中Ko 定義為輸入電壓峰值與反射電壓的比值,即

一般說來Ko越大PF 值會越低,總的THD%會越高。

確定初級電感量LP后,就該選擇變壓器磁芯了,可以參考公式AP=AE×AW選取,然后根據選定的磁芯,確定初級最小繞線圈數Npmin來避免變壓器飽和,參考公式:

然后確定次級繞組匝數,初次級的匝比由VRO決定:

同理推導并根據規格書定義的Vcc電壓可以得出Vcc繞組的匝數,LD7830的Vcc典型值設定在16V。
定義:
LP:初級電感量
NP:初級匝數
IPKP:初級峰值電流
BM:最大磁通飽和密度
AE:磁芯截面積
Po:輸出功率
5.2.3 初級吸收回路設計
當MOSFET關斷時,由于變壓器漏感的存在,在MOSFET的漏端會出現一個電壓尖峰,過大的電壓加到MOS管的D極會引起MOS擊穿,而且會對EMI造成影響,所以要增加吸收回路來限制漏感尖峰電壓。典型的RCD吸收回路如圖三所示:

圖三
RCD回路的工作原理是:當MOSFET的漏端電壓大于吸收回路二極管D1陰極電壓時,二極管D1導通,吸收漏感的電流從而限制漏感尖峰電壓。設計中,緩沖電容C1兩端的電壓Vsn要設定得比反射電壓VRO高50--100V,如圖四所示,稱為漏感電壓ΔV, Vsn不能設計太低,設計太低將增加RCD吸收回路功耗。緩沖電容C1的設計根據能量平衡,


圖四
IPKPMAX為全電壓范圍內IPKP的最大值,緩沖電容C1SN要承受大電流尖峰,要求其等效串聯電阻ESR很小,R1根據功耗選擇合適的W數,阻值一般在47K-120K之間,

,吸收回路二極管D1通常選擇快恢復二極管,且導通時間也要求快,反向擊穿電壓要求大于選擇的MOSFET 的擊穿電壓BVDSS,一般在65W以下應用場合選用額定電流1A的快恢復二極管作為吸收回路二極管。
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