单级AC/DC主要参数设计 - 高效单级变换式LED驱动电源设计方案

　　2 单级AC/DC主要参数设计

　　在单级AC/DC 的设计中，储能电感、变压器规格、气隙长度等参数的选择直接影响驱动电源的性能参数，本文通过理论计算和经验判断相结合，得出合适的参数。

　　（1）储能电感值LP确定。

　　最低频率取50 kHz，最大导通时间取10μs.

　　（2）变压器参数规格。

　　DC/DC单级反激式变压器的功率容量乘积表达式：

　　或表示为：

　　式中，P 为输入功率，单位W;f 为工作频率，单位Hz;△B 为工作磁通密度，单位GS;Km为窗口填充系数；δ为电流密度，单位A/cm2;△T 为开关管导通时间，单位s。

　　理论计算得出来的AP值还要增加相应余量才能作为正确的取值，此时经验判断在应用中比较重要，由于磁材厂家在这方面有非常好的经验数据，因此，选取变压器只要在设计时确定电路参数如频率、功率等，就可以方便快速地从变压器厂家的规格推荐表中选取所需的型号。

　　本设计：输出功率75 W，最低频率65 kHz，根据TDK规格书，选取PQ3230。

　　（3）气隙的确定。

　　根据如下储能公式确定气隙长度Lg.

　　式中，Ae为170 mm2，Bm取1 950 GS，则计算出Lg为0.35 mm，但在实际设计时会有10%的误差，可以实际修正。

　　（4）由气隙确定变压器的AL值。

　　由于磁芯规格和气隙已确定，可以通过给磁芯绕一定的匝数来确定AL值。

　　（5）初级匝数n.

　　根据：Lm =ALn2本设计：取55匝。

　　（6）根据允许的纹波电压，确定输出滤波电容：

　　本设计：取3 000μF/100 V.

　　（7）匝数比N 取值。

　　由上面的仿真图和经验数据，兼顾功率器件特别是系统特性指标的性价比，本设计案例Rvr可以取值2，根据反射电压公式得出N 值为2，Rvr确定后，查曲线可得PF值大约为0.95，THDI≤20% 左右，这对于小功率的直流供应器来说是很好的指标，优于目前国内外各种标准要求。

　　（8）功率开关器件MOS与二极管的确定当N 值、漏感确定、输出电压确定后，反射电压、漏抗引起的反峰电压就能确定，则确定MOS、二极管等耐压值就很容易算出；根据功率规格，计算出电流大小，则确定MOS、二极管电流值就很容易算出。

　　本例：MOS电压要求等于输入市电峰值电压+反射电压+漏感引起的反向电压，则取：11 A，800 V ，型号：SDA11NS0C3 二极管Diode取：20 A，200 V，型号：MBR20200CTG.