LED驅動電源單極PFC反激式開關電源的設計(2)

　　五、系統(tǒng)設計

　　LD7830的典型應用為反激拓撲結構，如圖一所示。

　　5.1我們首先介紹LD7830的反激工作原理，假設交流輸入電壓波形是理想正弦波，整流橋也是理想的，則整流后輸入電壓瞬時值Vin（t）可表示為：

　　其中VPK為交流輸入電壓峰值，VPK=√2×VRMS ， Vrms為交流輸入電壓有效值，F(xiàn)L為交流輸入電壓頻率。再假定在半個交流輸入電壓周期內LD7830誤差放大器的輸出VCOMP為一恒定值，則初級電感電流峰值瞬時值I PKP（t）為：

　　其中IPKP為相對于輸入電壓初級電感電流峰值的最大值。

　　在反激電路中，當MOSFET導通時，輸入電壓Vin（t）對電感充電，同時輸出電容對負載放電，初級電感電流從零開始上升，令θ=2×π×FL×t：

　　Ton為MOSFET導通時間，Lp為初級電感量，由上式可見，TON與相位無關。

　　假設變壓器的效率為1且繞組間完全耦合，當MOSFET關斷時，次級電感對輸出電容充電和對負載放電，則：

　　其中，TOFF為MOSFET關斷時間，I PKS（θ）為次級峰值電流瞬時值，Ls為次級電感量， Vout為輸出電壓， VF為輸出整流管正向壓降，n為初次級匝比，TOFF隨輸入電壓瞬時值變化而變化。

　　工作電流波形如圖二所示，可見，在半個輸入電壓周期內，只要控制TON固定，則電感電流峰值跟隨輸入電壓峰值，且相位相同，實現(xiàn)高功率因素PF.

　　圖二

　　5.2下面將針對反激拓撲結構介紹相關參數(shù)設計流程

　　5.2.1首先根據(jù)實際應用確定規(guī)格目標參數(shù)，如最小交流輸入電壓Vinmin， 最大交流輸入電壓Vinmax，交流輸入電壓頻率FL，輸出電壓Vout，輸出電流Iout，最大兩倍頻輸出電壓紋波ΔVo等。 然后針對目標參數(shù)進行系統(tǒng)參數(shù)預設計，先估計轉換效率η來計算系統(tǒng)最大輸入功率；最大輸入功率Pin可表示為：

　　再確定系統(tǒng)最小工作頻率，LD7830 的開關頻率是個變化量，表示為：

　　最小開關頻率Fsw-min出現(xiàn)在最小輸入電壓的正弦峰值處。系統(tǒng)設計中，最小開關頻率Fsw-min一般設定在35kHz或更高。

　　確定變壓器反射電壓VOR，反射電壓定義為： VOR=n（Vout+Vf）， VOR的取值影響MOSFET與次級整流管的選取以及吸收回路的設計。