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基于LED照明電源的單級(jí)PFC高頻變壓器設(shè)計(jì)詳細(xì)步驟
來(lái)源:浙江昱騰電氣有限公司 發(fā)布時(shí)間:2021-12-02 05:03:50


  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(lái)設(shè)計(jì)。即節(jié)省空間又節(jié)約成本。接下來(lái)我們來(lái)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(lái)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

  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)=12280 mmm

  PQ3230的Ve值為:11970.00mmm,這里由于是調(diào)頻方式工作。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。

  小直流輸入電壓:VDmin=176*1.414=249V。

  直流輸入電壓:VDmax=265*1.414=375V。

  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))。

  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。

  輸入電流: Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39 A

  輸入峰值電流:Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55A

  MOS管峰值電流: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)。?/p>

  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(guò)樣品的測(cè)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(guò)程中。簡(jiǎn)化了一些東西。比如二管的壓降。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)際的直流低電壓沒(méi)有1.414倍。

 


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