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1、LED驱动电源单极PFC反激式开关电源的设计作者：Billychen欢迎访问e展厅展厅10电池/开关电源展厅电池,碱性电池,锂离子电池,纽扣电池,太阳能电池,...因为环境能源要求，在越来越多的电子产品使用的电源要求越来越高，特别是LED驱动电源要求在5W以上的产品都要求高功率因素，低谐波，高效率，但是因为又有体积和成本的考量，传统的PFC+PWM的方式电路复杂，成本高昂，因此在小功率（65W左右）的应用场合一般会选用单极PFC的方式应用，特别是在T5，T8等LED驱动电源得到广泛的应用，并成为目前的主
2、流应用方案。 目前市面上的PFC有很多，下面以市面上得到广泛应用的LD7591及其升级版本LD7830,主要用LD7830来做说明介绍。 一介绍： LD7830是一款具有功率因素校正功能的LED驱动芯片，它通过电压模式控制来稳定输出且实现高功率因素(PF)与低总谐波失真(THD)特性。LD7830能在宽输入电压范围内应用，且保持极低的总谐波失真。LD7830具备丰富的保护功能，如输出过压保护(OVP)，输出短路保护(SCP)，芯片内置过温保护(OTP)，Vcc过压保护，开环保护等保护功能令LED驱动电源
3、系统工作起来更加安全可靠。LD7830在LD7591的基础上增加了高压启动，OLP保护功能和软启动功能，使系统的待机功耗更低至0.3W以下,同时短路保护更加可靠。 二LD7830特点： 内置500V高压启动电路 高PFC功能控制器 高效过渡模式控制 宽范围UVLO(16V开,7.5V关) 最大250KHZ工作频率 内置VCC过压保护 内置过载保护(OLP)功能 过电流保护(OCP)功能 500/-800mA驱动能力 内置8ms软启动 内置过温保护(OTP)保护 三应用范围： AC/DCLED照明驱动应用
4、 65W以下适配器 四典型应用五系统设计 LD7830的典型应用为反激拓扑结构，如图一所示。 5.1我们首先介绍LD7830的反激工作原理，假设交流输入电压波形是理想正弦波，整流桥也是理想的，则整流后输入电压瞬时值Vin(t)可表示为：其中VPK为交流输入电压峰值,VPK= ,Vrms为交流输入电压有效值，FL为交流输入电压频率。再假定在半个交流输入电压周期内LD7830误差放大器的输出VCOMP为一恒定值，则初级电感电流峰值瞬时值IPKP(t)为：其中IPKP为相对于输入电压初级电感电流峰值的最大值。
5、 在反激电路中，当MOSFET导通时，输入电压Vin(t)对电感充电，同时输出电容对负载放电，初级电感电流从零开始上升，令θ=2×π×FL×tTon为MOSFET导通时间，Lp为初级电感量，由上式可见，TON与相位无关。 假设变压器的效率为1且绕组间完全耦合，当MOSFET关断时，次级电感对输出电容充电和对负载放电，则：其中，TOFF为MOSFET关断时间，IPKS(θ)为次级峰值电流瞬时值，Ls为次级电感量，Vout为输出电压,VF为输出整流管正向压降，n为初次级匝比，TOFF随输入电压瞬时值变化而变
6、化。 工作电流波形如图二所示，可见，在半个输入电压周期内，只要控制TON固定，则电感电流峰值跟随输入电压峰值，且相位相同，实现高功率因素PF。5.2下面将针对反激拓扑结构介绍相关参数设计流程 5.2.1首先根据实际应用确定规格目标参数，如最小交流输入电压Vinmin,最大交流输入电压Vinmax，交流输入电压频率FL，输出电压Vout，输出电流Iout，最大两倍频输出电压纹波ΔVo等。然后针对目标参数进行系统参数预设计，先估计转换效率η来计算系统最大输入功率；最大输入功率Pin可表示为：再确定系统最小工
7、作频率，LD7830的开关频率是个变化量，表示为：最小开关频率Fsw-min出现在最小输入电压的正弦峰值处。系统设计中，最小开关频率Fsw-min一般设定在35kHz或更高。 确定变压器反射电压VOR，反射电压定义为:VOR=n(Vout+Vf),VOR的取值影响MOSFET与次级整流管的选取以及吸收回路的设计。 5..2.2变压器设计 首先确定初级电感量，电感的大小与最小开关频率的确定有关，最小开关频率发生在输入电压最小且满载的时候，由公式推导有：其中Ko定义为输入电压峰值与反射电压的比值,即一般说来
8、Ko越大PF值会越低，总的THD%会越高。确定初级电感量LP后，就该选择变压器磁芯了,可以参考公式AP=AE×AW选取，然后根据选定的磁芯，确定初级最小绕线圈数Npmin来避免变压器饱和，参考公式：然后确定次级绕组匝数,初次级的匝比由VRO决定：同理推导并根据规格书定义的Vcc电压可以得出Vcc绕组的匝数，LD7830的Vcc典型 值设定在16V。 定义：LP：初级电感量 NP：初级匝数 IPKP：初级峰值电流 BM：最大磁通饱和密度 AE
