雙輸出單級PFC變換器驅(qū)動高亮LED的方法

　　其中Ipkp_A為A 路輸入電流的最大峰值。A 路主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為：

　　其中，LP是原邊電感值。A 路副邊開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為：

　　其中，LS是副邊電感值； ISP（ θ） 是副邊電流峰值，它也是正弦函數(shù)； NA為原邊和副邊的匝數(shù)比； Vf是副邊二極管導(dǎo)通壓降。

　　A 路輸入電流瞬時(shí)值為：

　　要保證A 路工作于斷續(xù)模式，需滿足式（ 1） ，將式（ 4） ，（ 5） 代入，可得臨界電感：

　　A 路輸入的平均功率可表示為：

　　　　若Lp固定，A 路原邊開關(guān)電流的最大峰值為：

　　同理，B 路原邊峰值電流的最大峰值為：

　　若變換器無能量損耗，則A 路，B 路最大輸出功率為：

　　如果兩路輸出電壓相等，根據(jù)式（ 11） 、（ 12） ，那么A路，B 路最大輸出功率與A 路復(fù)用占空比DA的關(guān)系如圖4 所示：

　　圖4 A、B 路最大輸出功率與DA的關(guān)系圖。

　　由圖4 可知，如果兩路所需功率不同，比如PA /PB = 2，DA選擇0. 586 可使在滿足兩路輸出功率的前提下最大提升變換器輸出的總功率，此時(shí)電感電流處于臨界導(dǎo)電模式。所以根據(jù)每一路的最大需求功率分配復(fù)用時(shí)間，可以提高電感的利用率。

　　4 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　為了驗(yàn)證雙路輸出單級反激PFC 變換器的可行性，根據(jù)圖2 所示的獨(dú)立調(diào)節(jié)雙輸出反激變換器以及控制實(shí)現(xiàn)要求，選用表1 的電路參數(shù)進(jìn)行仿真，并制作了樣機(jī)。為了簡化設(shè)計(jì)，設(shè)定變壓器原邊與副邊繞組的匝比為36∶ 9∶ 9，選擇時(shí)分復(fù)用信號的復(fù)用時(shí)間比TA ∶ TB = 1∶ 1，如表1 所示。

　　表1 PWM 控制雙輸出單級反激PFC 變換器電路參數(shù)。

　　　　圖5 為變換器輸入電壓Vin與輸入電流Iin及主開關(guān)的開關(guān)電流IQ1的仿真波形，從圖可以看出輸入電流很好地跟蹤了輸入電壓。圖6 為時(shí)分復(fù)用信號TMS、驅(qū)動信號Vs1、兩路輔助開關(guān)電流iQ2，iQ3的實(shí)驗(yàn)波形，圖7 為變換器輸入電壓Vin與輸入電流Iin及流經(jīng)主開關(guān)的電流iQ1的實(shí)驗(yàn)波形，可以看出輸入電流能夠很好地跟隨輸入電壓變化，驗(yàn)證了仿真的結(jié)果，實(shí)測PF 值為0. 967; 圖8 為輸出電流Ioa、Iob的實(shí)驗(yàn)波形，可以看出，A 路輸出平均電流Ioa，rms為347mA，紋波Ioa，p-p為32mA，B 路輸出平均電流Iob，rms為173mA，紋波Iob，p-p為32mA，實(shí)現(xiàn)了雙路恒流輸出。圖9 所示為樣機(jī)正常工作時(shí)的實(shí)物圖。

　　圖5 輸入電壓、電流及主開關(guān)電流的仿真波形。

　　圖6 各路開關(guān)電流及時(shí)分復(fù)用信號實(shí)驗(yàn)波形。

　　圖7 輸入電流、電壓及主開關(guān)電流實(shí)驗(yàn)波形。

　　圖8 兩路輸出電流實(shí)驗(yàn)波形。