LED反激式恒流开关电源设计(10).pdfVIP

LED反激式(Flyback)恒流开关电源设计 内容提要 3 概述 1 3 整流滤波电路及输入电容选择 2 3 高频变压器设计与实例 3 3 高频变压器计算软件 4 3 恒流反馈电路设计 5 3 PFC变换器设计 6 3 安规元件：NTC电阻 压敏电阻 EMI元件 7 3 安森美NCL30051带PFC半桥谐振离线式LED恒流源 8 概述 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其 中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源. 实例：85W LED路灯反激式恒流开关电源，电路图如下。 整流滤波电路及输入电容选择 •在最小输入电压Vacmin时，设桥式 整流最大导通时间tc=3ms. 整流滤波电路及输入电容选择 •输入电容选择:大容量用几个并联. 电解电容频率特性 电解电容是开关电源中最不安全和最影响电源寿命的器件。使 用之后，电容量减小，纹波增大，发热失效，甚至爆炸。 电容器的使用寿命主要由内部温度决定，其温升主要与纹波电 流与纹波电压有关。电解电容器一般给出特定工作温度（85℃ 或105℃）和特定使用寿命（2000小时）下的纹波电流值。 电解电容频率特性 电解电容寿命估算 根据著名的阿列纽斯理论，电解电容器的温度每升高10℃，电 解电容寿命就会降低一半。例如，105℃使用寿命2000小时的电 2 容在85℃时寿命可达2000*2 =8000小时。因此降温是延长LED驱 动电源寿命的有效方法。 反激变压器设计 反激式变压器是反激变换器设计的重点和难点。因为输入电压 范围宽,在低输入电压、满负载条件下变压器工作在CCM,而在高 输入电压、轻负载条件下又会工作在DCM。 如果参数不合理,则影响变换器性能,严重时磁芯饱而损害开关 管。变压器的参数需要经过反复试验才能达到最佳（经验）。 CCM电流峰值比不连续模式小, 开关损耗较小,因此在功率稍 大的反激变换器中均采用CCM,效率比较高。 开关管导通时，磁芯极易饱和，故设计反激式开关电源，在 保证输出功率的前提下，首要解决磁芯饱和问题。 反激变压器设计法1：基于波形参数设计 （如topswitch公司） 一般地，变压器设计为BCM。 如果以最大负载设计于BCM，则正常工作时工作于DCM。 如果已一定比例（如40%）设计于BCM，则正常工作时工作于CCM 反激变压器的电流波形系数 输入平均电流：I =P /(ηV ) avg O inmin 重要参数—— 原边电流波形系数 K =∆I/I =I /I ,取值0-1之间 （DC-DC中 RP P R Pk 只有一个电感，采用电流纹波率r参数） 求原边峰值电流（影响变压器饱和） S2 波形面积 S =I ×T +(I -I ) ×T /2 1 0 on Pk 0 on S =I ×T 2 avg 由S =S ，得 1 2 I = I /[ (I-0.5K )D], D = T /T PK avg RP on 反射电流 原边有效电流（越小发热就越小）： 3 1/2 I =I [D ×(K /3-K +1)] rms Pk max RP RP 反激变压器设计法1的设计步骤 步骤1：确定Po、Vimin等设计要求，算Pi、Iinavg等 步骤2：设定恶劣条件V ，伏秒原理求D，算Ton等 OR 步骤3：设定K (BCM:三角波：K =1)，算原边电流