单级PFC变压器设计

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1、单级PFC高频变压器设计随着LED照明的应用越来越普及，对LED电源的需求也越来越大，由于LED照明电源要求：民用照明PF值必需大于0.7，商业照明必需大于0.9。对于10~70W的LED驱动电源，一般采用单级PFC来设计。即节省空间又节约成本。接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。以一个60W的实例来进行讲解：输入条件：电压范围：176~265Vac50/60HzPF>0.95THD<25%效率ef〉0.87输出条件：输出电压：48V输出电流：1.28A第一步：选择ic和磁芯：Ic用士兰的SA7527，输出带准谐振，效率做到0.87应该

2、没有问题。按功率来选择磁芯，根据以下公式：Po=100*Fs*VePo：输出功率；100：常数；Fs：开关频率；Ve：磁芯体积。在这里，Po=Vo*Io=48*1.28=61.44；工作频率选择：50000Hz；则：Ve=Po/（100*50000）=61.4/（100*50000）=12280mmmPQ3230的Ve值为：11970.00mmm，这里由于是调频方式工作。完全可以满足需求。可以代入公式去看看实际需要的工作频率为：51295Hz。单级PFC高频变压器设计第二步：计算初级电感量。最小直流输入电压：VDmin=176*1.414=249

3、V。最大直流输入电压：VDmax=265*1.414=375V。最大输入功率：Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W（设计变压器时稍微取得比总效率高一点）。最大占空比的选择:宽电压一般选择小于0.5，窄电压一般选择在0.3左右。考虑到MOS管的耐压，一般不要选择大于0.5，220V供电时选择0.3比较合适。在这里选择：Dmax=0.327。最大输入电流:Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39A最大输入峰值电流：Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55AMOS管最大峰值电流：IMOS

4、max=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A初级电感量：Lp=Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3=0.327*0.327*176/（2*0.39*50000）*1000=482.55uH取500uH。第三步：计算初级匝数NP：查磁芯资料，PQ3230的AL值为：5140nH/N^2,在设计反激变压器时，要留一定的气息。选择0.6倍的AL值比较合适。在这里AL我们取：AL=2600nH/N^2则：NP=(500/0.26)^0.5=44第四步：次级匝数NS：VOR=VDmin*

5、Dmax=249*0.327=81.4匝比n=VOR/Vo=81.4/48=1.696NS=NP/n=44/1.686=26单级PFC高频变压器设计第五步：计算辅助绕组NA查看IC的datasheet，知道VCC为11.5~30V。在这选16V。NA=NS/（Vo*VCC）=26/（48/16）=8.67取9。绕法：总结通过样品的测试，实验结果为：整机效率0.88，PF值：176V时0.989；220V时0.984；265V时0.975。变压器温升25K。在整个变压器设计过程中。简化了一些东西。比如二极管的压降。对比一下，与一般反激式的变压器有点

6、一致。只是由于整流桥后没有接大容量的电解电容。实际的直流最低电压没有1.414倍。不足之处还请各位读者指正。