高效单级变换式LED驱动电源设计方案(一)

根据变压器伏秒平衡原则，在绕组次级伏秒规则如下：

式中，Uo是输出直流电压，UF是整流二极管正向导通压降。

且根据：T =TON+TOFF

设在第N 点对IQ(sin)_pk_N积分可得到其平均值，在图3中三角形△CED中：

则市电输入电流：

由上几个等式可得到：

设：UR =n (Uo+UF)并定义：UR为反射电压。

又设定电压反射比为：

则可得输入电流的表达式：

由输入电流表达式可见：在开关管按恒定导通时，输入电流也不是纯净正弦波，失真度THDI与Rvr密切相关，即THDI取决于输出直流电压和初次极匝数比n(这里n=N1/N2 )等。

根据上述表达式把输入电流正弦波特性与Rvr关系式仿真绘图，如图4所示。由仿真输出图可知：Rvr数值越小时，输入电流就越正弦，失真度就越小;反之则正弦特性越差。

图4 正弦电流仿真图

1.2 高功率因数输入的器件优化选择原则

设定输入电压为纯净正弦波，输入功率因数和谐波电流关系如下式：

式中，θ 为基波电压与基波电流的相角差;这里可设cosθ=1 .把以上关系式按不同的Rvr值仿真，并把PF值和THDI值绘图，如图5、图6所示，由关系图可知：Rvr值越小对功率因数和谐波电流越好，但是从系统性价比来看，Rvr并非越小越好;这是因为：由电流表达式可知，Rvr小就意味着反射电压UR高，匝数比N要求也大，也就是说MOS关断所承受的反峰电压就高，而相对于二极管D反向电压值要求反而小，反之若Rvr值过大，则PF值和THDI值差，但是对MOS电压要求低而二极管耐压则相对要求高，过度要求Rvr值对系统安全和器件优化选择是不利的，要从优化系统性能与成本的角度出发去选择N 值。