高效單級變換式LED驅動(dòng)電源設計方案(一)

根據變壓器伏秒平衡原則，在繞組次級伏秒規則如下：

式中，Uo是輸出直流電壓，UF是整流二極管正向導通壓降。

且根據：T =TON+TOFF

設在第N 點(diǎn)對IQ(sin)_pk_N積分可得到其平均值，在圖3中三角形△CED中：

則市電輸入電流：

由上幾個(gè)等式可得到：

設：UR =n (Uo+UF)并定義：UR為反射電壓。

又設定電壓反射比為：

則可得輸入電流的表達式：

由輸入電流表達式可見(jiàn)：在開(kāi)關(guān)管按恒定導通時(shí)，輸入電流也不是純凈正弦波，失真度THDI與Rvr密切相關(guān)，即THDI取決于輸出直流電壓和初次極匝數比n(這里n=N1/N2 )等。

根據上述表達式把輸入電流正弦波特性與Rvr關(guān)系式仿真繪圖，如圖4所示。由仿真輸出圖可知：Rvr數值越小時(shí)，輸入電流就越正弦，失真度就越小;反之則正弦特性越差。

圖4 正弦電流仿真圖

1.2 高功率因數輸入的器件優(yōu)化選擇原則

設定輸入電壓為純凈正弦波，輸入功率因數和諧波電流關(guān)系如下式：

式中，θ 為基波電壓與基波電流的相角差;這里可設cosθ=1 .把以上關(guān)系式按不同的Rvr值仿真，并把PF值和THDI值繪圖，如圖5、圖6所示，由關(guān)系圖可知：Rvr值越小對功率因數和諧波電流越好，但是從系統性?xún)r(jià)比來(lái)看，Rvr并非越小越好;這是因為：由電流表達式可知，Rvr小就意味著(zhù)反射電壓UR高，匝數比N要求也大，也就是說(shuō)MOS關(guān)斷所承受的反峰電壓就高，而相對于二極管D反向電壓值要求反而小，反之若Rvr值過(guò)大，則PF值和THDI值差，但是對MOS電壓要求低而二極管耐壓則相對要求高，過(guò)度要求Rvr值對系統安全和器件優(yōu)化選擇是不利的，要從優(yōu)化系統性能與成本的角度出發(fā)去選擇N 值。