LED驅(qū)動(dòng)電源單極PFC反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)(一)
因?yàn)榄h(huán)境能源要求,在越來越多的電子產(chǎn)品使用的電源要求越來越高,特別是LED驅(qū)動(dòng)電源要求在5W以上的產(chǎn)品都要求高功率因素,低諧波,高效率,但是因?yàn)橛钟畜w積和成本的考量,傳統(tǒng)的PFC+PWM的方式電路復(fù)雜,成本高昂,因此在小功率(65W左右)的應(yīng)用場(chǎng)合一般會(huì)選用單極PFC的方式應(yīng)用,特別是在T5,T8等LED驅(qū)動(dòng)電源得到廣泛的應(yīng)用,并成為目前的主流應(yīng)用方案。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175116.htm目前市面上的PFC有很多,下面以市面上得到廣泛應(yīng)用的LD7591及其升級(jí)版本LD7830,主要用LD7830來做說明介紹。
一、介紹:
LD7830是一款具有功率因素校正功能的LED驅(qū)動(dòng)芯片,它通過電壓模式控制來穩(wěn)定輸出且實(shí)現(xiàn)高功率因素(PF)與低總諧波失真(THD)特性。LD7830能在寬輸入電壓范圍內(nèi)應(yīng)用,且保持極低的總諧波失真。LD7830具備豐富的保護(hù)功能,如輸出過壓保護(hù)(OVP),輸出短路保護(hù)(SCP),芯片內(nèi)置過溫保護(hù)(OTP),Vcc過壓保護(hù),開環(huán)保護(hù)等保護(hù)功能令LED驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)工作起來更加安全可靠。LD7830在LD7591的基礎(chǔ)上增加了高壓啟動(dòng),OLP保護(hù)功能和軟啟動(dòng)功能,使系統(tǒng)的待機(jī)功耗更低至0.3W以下,同時(shí)短路保護(hù)更加可靠。
二、LD7830特點(diǎn):
內(nèi)置500V高壓啟動(dòng)電路
高PFC功能控制器
高效過渡模式控制
寬范圍UVLO (16V開,7.5V 關(guān))
最大250KHZ工作頻率
內(nèi)置VCC過壓保護(hù)
內(nèi)置過載保護(hù)(OLP)功能
過電流保護(hù)(OCP)功能
500/-800mA驅(qū)動(dòng)能力
內(nèi)置8ms軟啟動(dòng)
內(nèi)置過溫保護(hù)(OTP)保護(hù)
三應(yīng)用范圍:
AC/DC LED照明驅(qū)動(dòng)應(yīng)用
65W以下適配器
四、典型應(yīng)用

圖一
五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
LD7830的典型應(yīng)用為反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖一所示。
5.1我們首先介紹LD7830的反激工作原理,假設(shè)交流輸入電壓波形是理想正弦波,整流橋也是理想的,則整流后輸入電壓瞬時(shí)值Vin(t)可表示為:
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其中VPK為交流輸入電壓峰值,VPK=√2×VRMS , Vrms為交流輸入電壓有效值,F(xiàn)L為交流輸入電壓頻率。再假定在半個(gè)交流輸入電壓周期內(nèi)LD7830誤差放大器的輸出VCOMP為一恒定值,則初級(jí)電感電流峰值瞬時(shí)值I PKP(t)為:
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其中IPKP為相對(duì)于輸入電壓初級(jí)電感電流峰值的最大值。
在反激電路中,當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時(shí),輸入電壓Vin(t)對(duì)電感充電,同時(shí)輸出電容對(duì)負(fù)載放電,初級(jí)電感電流從零開始上升,令θ=2×π×FL×t:
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Ton為MOSFET導(dǎo)通時(shí)間,Lp為初級(jí)電感量,由上式可見,TON與相位無關(guān)。
假設(shè)變壓器的效率為1且繞組間完全耦合,當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí),次級(jí)電感對(duì)輸出電容充電和對(duì)負(fù)載放電,則:
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其中,TOFF為MOSFET關(guān)斷時(shí)間,I PKS(θ)為次級(jí)峰值電流瞬時(shí)值,Ls為次級(jí)電感量, Vout為輸出電壓, VF為輸出整流管正向壓降,n為初次級(jí)匝比,TOFF隨輸入電壓瞬時(shí)值變化而變化。
工作電流波形如圖二所示,可見,在半個(gè)輸入電壓周期內(nèi),只要控制TON固定,則電感電流峰值跟隨輸入電壓峰值,且相位相同,實(shí)現(xiàn)高功率因素PF.
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圖二
5.2下面將針對(duì)反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)流程
5.2.1首先根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定規(guī)格目標(biāo)參數(shù),如最小交流輸入電壓Vinmin, 最大交流輸入電壓Vinmax,交流輸入電壓頻率FL,輸出電壓Vout,輸出電流Iout,最大兩倍頻輸出電壓紋波ΔVo等。 然后針對(duì)目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)預(yù)設(shè)計(jì),先估計(jì)轉(zhuǎn)換效率η來計(jì)算系統(tǒng)最大輸入功率;最大輸入功率Pin可表示為:
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再確定系統(tǒng)最小工作頻率,LD7830 的開關(guān)頻率是個(gè)變化量,表示為:
評(píng)論