高效单级变换式LED驱动电源设计方案(二)

(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.

3 实验验证

按照以上的参数设计，本文提出的LED驱动电源通过小批量试验和批量生产，产品性能稳定、可靠性好。典型试验波形如图8、图9所示，THDI=16.9%,实测PF=0.967,由于采用BCM 模式，出现了电流纹波，但对电源综合性能影响不大。产品经国家LED质检中心检验，各项技术指标都优于相关国家标准要求。

其中，电源效率大于90%,达到能效1级;功率因数大于0.95,符合能源之星规范限值要求;谐波电流符合国家强制性标准GB17625.1-2003/IEC61000-3-2:

2001限值要求;传导骚扰和辐射骚扰符合国家强制性标准GB17743-2007限值要求。

图8 输入电流的谐波含量

图9 市电(全桥整流后)与输入电流

4 结 论

高性价比、高效率LED技术的日新月异，LED照明也得以快速发展;相应的照明工程需要兼顾系统能效、功率因素、谐波电流等多种因素，这就要求其选择合适的LED驱动电源解决方案。为此，本文提出采用临界模式(boundary mode)的AC/DC单级反激式的电源拓扑，通过理论计算和经验分析确定合理的变换参数，设计了一种高功率因数、低谐波电流的高效LED驱动电源。该驱动电源同时还具有主开关MOS管实现低电压零电流导通，整流二极管实现零电流关断并避开其负面的反向恢复特性，可以显着提高其工作效率、降低损耗和减小系统电磁干扰。通过实验验证和批量生产证明本方案设计合理、产品性能稳定、可靠性好，有效提高能效、避免建筑物内高次谐波电流造成的电源环境污染，适合批量生产，对于LED照明驱动电源、其它电源供应器厂家和电源设计者具有很好的参考价值。