五步輕松搞定LED照明電源單級PFC高頻變壓器設計

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。第三步：計算初級匝數NP:

查磁芯資料，PQ3230的AL值為：5140nH/N^2,在設計反激變壓器時，要留一定的氣息。選擇0.6倍的AL值比較合適。在這里AL我們取：

AL=2600nH/N^2

則：NP=(500/0.26)^0.5=44

第四步：次級匝數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

由于LED照明電源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商業照明必需大于0.9.對于10~70W的LED驅動電源，一般采用單級PFC來設計。即節省空間又節約成本。接下來我們來探討一下單級PFC高頻變壓器設計。

以一個60W的實例來進行講解：

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，輸出帶準諧振，效率做到0.87應該沒有問題。

按功率來選擇磁芯，根據以下公式：

Po=100*Fs*Ve

Po:輸出功率；100:常數；Fs:開關頻率；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,這里由于是調頻方式工作。完全可以滿足需求。可以代入公式去看看實際需要的工作頻率為：51295Hz.

第二步：計算初級電感量。

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(設計變壓器時稍微取得比總效率高一點)。

通過樣品的測試，實驗結果為：整機效率0.88，PF值：176V時0.989；220V時0.984；265V時0.975.變壓器溫升25K。在整個變壓器設計過程中。簡化了一些東西。比如二極管的壓降。對比一下，與一般反激式的變壓器有點一致。只是由于整流橋后沒有接大容量的電解電容。實際的直流最低電壓沒有1.414倍。