带PFC功能50W双管正激恒流源设计

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1、带PFC功能的150W双管正激恒流源设计一、总体性能指标：输入交流电压范围：Vac=90Vac~260Vac，f工频=40~60Hz；PFC输出直流电压：Vin=385~400Vdc；双管正激输出电压范围：Vout=32Vdc~36Vdc；额定输出电流：Iout=4.3A；额定输出功率：Pout=150W；（4.3A，36VLED负载）整体效率：η=90%；二、电路总框架图图1带PFC的双管正激式LED驱动电源电路总框图三、PFC电路设计图2：UC3854BNPFC电路原理图3.1PFC性能指标：交流输入电压范

2、围：Vac=90Vac~260Vac，f工频=40~60Hz；PFC输出直流电压：V0=385~400Vdc；额定输出功率：P0=240W；开关频率：fs=100kHz；效率：η=95%；功率因数：PF>0.95；3.2PFC升压电感的选取电感在电路中有滤波、传递和储存能量的作用，其值与纹波电流和开关频率有关，如公式（1.2.1）所示。（1.2.1）式中D为占空比，fs为开关频率，Ts为开关周期，Uin为输入电流，△IL为纹波电流。①计算输入电流的最大峰值：（1.2.2）②计算电感电流允许的最大纹波电流△IL，

3、通常取线路电流最大峰值的20%，如公式（1.2.3）所示。（1.2.3）③计算电感电流出现最大峰值时的占空比，如公式（1.2.4）所示。（1.2.4）④综合以上公式可计算电感值，如公式（1.2.5）所示。（1.2.5）本设计实际取1mH。1.3PFC输出电容的选取在开关管关断时向负载提供能量，维持输出电压不变，所以输出电容需足够大。在工程设计中，输出电容C的典型值为每瓦特1uF～2uF，故本设计选择nippon公司生产的450V/220uF电解电容。1.4开关管和二极管的选取为了确保整个系统的可靠性，开关管和二

4、极管的选取要留有安全裕量。通常电压需留有1.2倍的裕量，电流留有1.5倍裕量。①首先计算电感电流的最大值Ipk(max)，其值是线路电流峰值与高频纹波电流峰峰值一半之和，如公式（1.4.1）所示。（1.4.1）②电路正常工作时，开关管承受的电压为输出电压，则开关管安全电压U如公式（1.4.2）所示。（1.4.2）③电路安全电流I如公式（1.4.3）（1.4.3）综合考虑以上因素，开关管选择IRFP460型号的MOSFET管，其耐压500V，最大允许电流20A。升压输出二极管选择MUR公司的快恢复二极管MUR30

5、60，其耐压为600V，额定电流为30A，反向恢复时间为60ns。1.5整流桥的选取在电路输入整流桥的选择中，有两个因素起着关键的作用，它们分别是整流桥二极管承受的最大反向电压UR和最大反向电流ID。本设计中最大输入电压270V，输入电流峰值为4.3A。①计算整流桥二极管承受的最大反向电压UR，如公式（1.5.1）所示。（1.5.1）②计算整流桥二极管承受的最大电流ID，如公式（1.5.2）所示。（1.5.2）为了让电路的运行更加可靠，在电路参数的设计时，对已计算得到的整流桥二极管承受的最大反向电压UR和最大反

6、向电流ID留下二倍的安全余量。综上因数，整流桥选取RS808，其最大电流为8A，反向耐压为800V，也可以选取耐压耐流能力更强的整流桥。2、PFC控制电路部分PFC控制电路部分以功率因数校正芯片UC3854BN为核心。UC3854BN内部框图如图5所示。图5UC3854BN内部框图2.1电流检测电路的设计一般情况下，PFC变换器感测电流有两种方法，一种是在变换器的接地回路上使用检测电阻，另一种是使用电流霍尔传感器进行取样。本设计根据250W功率设计，属于小功率电路，输入电流最大值不超过4A，为了简化电路，采用0

7、.25欧姆的水泥电阻作为电流检测电阻。如图中R11所示。2.2前馈分压器的设计整流后的输入电压经前馈分压器后（二阶低通滤波器）送入UC3854BN芯片的8引脚，经芯片内部的平方器进行平方运算后送进乘除法器，以稳定输出功率。其结构如图7所示。图7前馈分压器本设计中取R115、R116阻值为910k，R78取值100k。R111取值20k。滤波电容的选取，一般限定前馈电路对总谐波畸变的贡献为1.5%，而全波整流电路中二次谐波（f2=100Hz）含量约为66.2%，则输入预计谐波失真允许百分比：（2.2.1）截止频率

8、为：（2.2.2）滤波电容按下式计算：（2.2.3）（2.2.4）实际取C38的值为0.1uF，C39的值为0.47uF。2.3峰值限流电阻的设计UC3854BN的2脚具有限制峰值电流的功能，当输入电流大于实际的输入电流峰值时，芯片不输出驱动波形，开关管关断，电路不工作。本设计中电阻R87和R61构成的分压网络作为峰值限流比较器的一个输入端（2引脚）。通常情况下R87与R61按峰值电流