LED照明电源单级PFC高频变压器设计
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：176~265vac50/60hz
pf》0.95
thd《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应该没有问题。
按功率来选择磁芯，根据以下公式：
po=100*fs*ve
p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)=12280mmm
pq3230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.
第二步：计算初级电感量。
最小直流输入电压：vdmin=176*1.414=249v.
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=0.55a
mos管最大峰值电流：imosmax=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*dmax
=249*0.327=81.4
匝比n=vor/vo=81.4/48=1.696
ns=np/n=44/1.686=26
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。
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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应该没有问题。
按功率来选择磁芯，根据以下公式：
po=100*fs*ve
p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)=12280mmm
pq3230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.
第二步：计算初级电感量。
最小直流输入电压：vdmin=176*1.414=249v.
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=0.55a
mos管最大峰值电流：imosmax=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*dmax
=249*0.327=81.4
匝比n=vor/vo=81.4/48=1.696
ns=np/n=44/1.686=26
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。
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