LED照明电源单级PFC高频变压器设计实例
单级PFC反激式LED驱动电源的设计
通过对 原型样机 的测试来 验证分析结 果 的正确性 。
国 能 源之 星规 定 商 用 固态 照 明功 率 因素 必 须 高 于 ０ ． ９ ， 住宅 用 的固态照 明功率 因素必 须高 于 ０ ． ７ 。为 了
１单级 Ｐ Ｆ Ｃ 反 激 式 变 换 器 原 理 分析
对 于传 统 的反 激式 变 换器 ， 由于 输入 端 整 流桥 后 滤波 电容 的存 在 ，导致 输入 电流变 为钟 形 脉 冲 ， 不 能跟 随输 入 电压 ， 导致 Ｐ Ｆ值 降低 。如果 取 消输 人 滤波 电容 ， 输 入直 流可 以表示 为 以下 形式
Ｐ ０Ｗ Ｅ Ｒ Ｓ ＵＰ Ｐ Ｌ Ｙ Ｔ Ｅ ＣＨＮＯＬ ＯＧ Ｉ ＥＳ ＡＮＤ ＡＰ Ｐ ＵＣ ＡＴ １ ０ＮＳ
Ｖｏ １ ． １ ６ Ｎｏ ． ５ Ｍａ ｙ ． ２ ０ １ ３
２ ０ １ ３ 年５ 月
间， 变压器初级电感 电流将随时间线性上升 ， 初级
峰值 电流 的表达 式如下
文章 编号 ： ０ ２ １ ９ － ２ ７ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ５ ９ — ０ ５
随着半 导体技 术 的飞速 发展 ， 近年来 ， Ｌ Ｅ Ｄ的发
的结 构基础 上省去 了输入 电解 电容 ， 在实 现高 Ｐ Ｆ值 的 同时满足 了低成 本 的要 求 。本 文从单级 Ｐ Ｆ Ｃ反激
可见 在 恒定 导通 时 间 的情 况 下 ， 初级 电感 峰值
电流的包络跟随输入电压。如果使变换器工作在临
界模 式 ，初 级 电感 的平 均 电流 包 络 也 跟 随输 入 电
此当输出电压和输出功率一定时 ， 单级 Ｐ Ｆ Ｃ反激式
变换 器 的功率 因数 随输 入线 电压 的升高而 降低 。
吏用TOP250YN离线式开关带单级PFC的75W反激式LED电源设计
ＴＨＤ也 难 以低 于 ３ ％（ 电流基 波为 １０ 。有 源 ０ 以 ％） ０ Ｐ （ ＦＣ 电路 通 常 需要 两 级ＤＣ ＤＣ 扑和 两 ＦＣ ＡＰ ） ／ 拓 个 功率 开 关 ， 电路变 得 复 杂 化 ，不 利 于 降 低成 本 和提 高 系 统 效率 。本 文介 绍 一种 基 于ＴＯＰ ５ ＹＮ ２０
＞８％，功率 因数 ＞０ ９ ，符合 Ｉ ６ ０ ０ ３ ２ ５ ．７ Ｅ １０ － － 中对Ｃ Ｃ 类设备 规 定的谐波 电流 限制和Ｅ ５ ０ 传导Ｅ Ｉ ￥ 。 Ｎ ５ １Ｂ ５ ＭＩ １ ｔ ￣
关键 词 ：Ｅ 驱动 器 ；Ｔ Ｐ ５ Ｙ ；２ ８ ７ Ｖ Ｃ 入 ；７ Ｗ 出 ；反 激 式；单级Ｐ Ｃ ＬＤ Ｏ ２ ０Ｎ ０ ～２ ７ Ａ 输 ５输 Ｆ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ａ ５ ｙ ａ ｋ ＬＥＤ ｗｅ ｐ ｙ Ｕｓｎ ｓｇ ｆ ７ Ｗ Ｆｌ ｂ ｃ Ｐｏ ｒＳｕ ｐｌ ｉ ｇ ＴＯＰ２ ０ ５ ＹＮ Ｏ ｆ－ ｎｅＳ ｔ ｈ ａ ｉｈ Ｓｉ ｌ ｔ ｇ ｉ ｆ ｗｉｃ ｎｄ Ｗ ｔ ｎｇ ｅＳ ａ ｅＰＦＣ
（ 照 明 ） 备 的 限 制 规 定 ，线 路 功 率 因数 应 当 符 即 设
合 能 源之 星 固态 照 明（ Ｌ ） 商 业环 境 下功 率 因数 Ｌ Ｓ在
离线式开关带单级Ｐ Ｃ ５ Ｆ 的７ ｗ隔离型反激式Ｌ Ｄ Ｅ
驱 动 电源 ，能 提 供 恒 压 ／ 流 输 出 ，可 用 来 驱 动 恒 ＬＥ Ｄ阵列 。在 ２ ８ ７ ＶＡＣ的 线 路 输 入 和 满 载 ０ ～２ ７
ＹＡＮＧ ｉｎｆ Ｊａ ａ
（ｈ ｎ ｏ ｇ ｉｕ ｎ ｌｃ ｏ ｉ Ｃ ．Ｌ ｄ Ｌ ｎ ｉ ７ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｓ ａ ｄ ｎ ｇ ａ ｇＥ ｅｔ ｎｃ ｏ， ｔ， ｉｙ ６ １ ， ｈｎ ） Ｙ ｒ ２
LED驱动电源单极PFC反激式开关电源的设计(二)
LED驱动电源单极PFC反激式开关电源的设计（二）
5.2.4 MOS 管的选取
开关管MOSFET 最大漏极电流IDMAX 应大于开关管所流过的峰值电流IPKP 至少1.5 倍，MOSFET 的漏源击穿电压(参考图四)BVDSS 应大于最大输入电压，VOR 以及漏感引起的尖峰之和，一般应留至少90%的余量。
5.2.5 次级整流管的选取
考虑一定的裕量，次级整流管D 最大反向电压VRM 需满足：
因为反激式开关电源次级整流二极管只有在电源Toff 的时候才会导通，输出在导通时必须能够承受整个输出电流的容许值。
输出二极管需要的最小正向导通峰值电流为：
Dmax 为工作周期，如果设定Dmax 为0.5 则Ifps4Iout
5.2.6 输出电容的选取
输出电容电压通常呈现两种纹波，一种是由高频输出电流引起，主要与输出电容的等效窜连电阻(ESR)大小有关，另外一种是低频纹波，为了获得较高的PF 值，环路带宽通常较窄，因此输出不可避免地出现较大的两倍输入电压频率纹波，其值与电容大小有关，一般说来低频纹波满足要求时，高频纹波因为电容等效ESR 够小，可以忽视。
电容的容量可以参考各个厂家的规格书(一般选用高频低阻型)选用，根据产品的实际工作温度，电压和考虑产品的MTBF 选取合适的电容系列型号。
5.2.7 IC 主要外围参数选取
5.2.7.1 最大导通时间典型参数选取
图五
5.2.7.2 Cs Pin 参数选取。
单级PFC反激式LED驱动电源设计
单级PFC反激式LED驱动电源设计【电源网】当今社会节能环保已成为社会焦点议题。
LED因其高效、节能、环保、寿命长、色彩丰富、体积小、耐闪烁、可靠性高、调控方便等诸多优点等特点受到人们的广泛关注，被认为是21世纪最有前途的照明光源。
传统的白炽灯效率低、耗电高;荧光灯省电，但使用寿命短、易碎，废弃物存在汞污染;高强度气体放电灯存在效率低、耗电高、寿命短、电磁辐射危害等缺点;若能以LED照明取代目前的低效率、高耗能的传统照明，无疑能缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题。
由于LED自身的伏安特性及温度特性，使得LED对电流的敏感度要高于对电压的敏感度，故不能由传统的电源直接给LED供电。
因此，要用LED作照明光源首先就要解决电源驱动的问题。
传统的LED驱动电源虽然可以实现LED亮度调节，但是不能实现功率因数校正，输入功率因数比较低，谐波比较大。
为了使LED电源的输入电流谐波满足要求，必须加功率因数校正。
本文介绍一种单级PFC反激式LED电源，该电源所用器件少，损耗低，具有较高的的功率因数和效率。
1 电路原理分析 图1为电路简图。
电路采取单级反激式拓扑，由全波整流，DC/DC变换，输出整流滤波电路，误差反馈电路，PWM控制器电路构成。
FAN7527B是飞兆半导体公司推出的有源功率因数校正控制芯片。
该芯片内部乘法器电路的优异性能，可以用于宽交流市电输入电压范围的应用场合(85～265VAC)。
并使所构成电路的THD值很小，从而获得良好的有源功率因数校正控制功能。
它的启动工作电流只有几十微安，利用它的零电流检测FAN7527B的5脚可以实现电路的关断控制功能。
。
通过单级PFC降压LED驱动器简化T8荧光灯的更换设计
通过单级PFC降压LED驱动器简化T8荧光灯的更换设计照明工程师可利用单级，非隔离，功率因数校正（PFC）降压LED驱动器简化LED管8（T8）荧光灯更换设计，可减少元件数量，节省空间并降低成本。
这种设计可以取代通常需要大型无源元件的更昂贵的两级拓扑，使其难以适应有限的管空间。
许多设计师主要出于安全考虑而使用隔离方法。
在这些情况下，选择的拓扑结构是具有初级侧反馈或调节的反激式配置。
但随着越来越多的照明设计师询问如何使用具有成本效益的LED设计T8灯管灯具，由于其更高的效率和更少的元件使用，已经从隔离LED驱动器转向非隔离LED驱动器。
设计人员通常可以通过单级非隔离PFC降压拓扑获得最高效的设计，从而消除了光隔离器和大型铝电解输入大容量电容器。
这实现了三件事：它可以延长使用寿命，减少元件数量并降低成本。
它还可以更容易地安装在T8印刷电路板（PCB）中。
有几种拓扑结构- 降压，降压- 升压和抽头降压- 可用于T8灯管设计的单级PFC，非隔离LED驱动器。
他们都有自己的优势和权衡。
通常，这些方法具有高效率，高功率因数（PF），良好的总谐波失真（THD）和低元件数，从而转化为成本更低的解决方案。
在将数字放入这些规范方面，能源之星要求在商业应用中要求PF至少为0.9，尽管许多设计师正在寻找0.95或0.99。
THD（EN 61000-3-2描述了照明系统工业/商业功率因数允许的谐波含量）通常必须低于30％，尽管在许多情况下设计人员寻求的比例不到20％甚至15％。
效率是另一个重要的规范。
由于没有效率标准，这往往成为LED驱动器制造商的竞争战场。
实现高效率至关重要，因为它直接影响发光效率。
效率越高，所需的散热越少。
Power Integrations的产品营销经理安德鲁·史密斯表示，这意味着驱动器更便宜，而且使用更小的PCB，成本更低。
作为使用降压配置的高效驱动器的示例，Power Integrations为使用LNK460KG控制器的T8 LED灯管提供了一个20 W非隔离式高压降压LED驱动器的参考设计（图1）。
基于TOP247YN带单级PFC的20W反激式恒流LED驱动器设计
基于T OP247Y N 带单级PFC 的20W反激式恒流LE D 驱动器设计孙 鹏1,王永彬2(1.山东省临沂市计量检定所,临沂276001;2.山东省临沂市电子研究所,临沂276004)摘 要:基于T OP247Y N 控制开关的离线反激式LED 电源,采用单级功率因数校正(PFC )电路,产生一个12V,1.67A 的输出,满足能源之星关于商业应用最低功率因数为0.9的要求,并达80%的效率。
关键词:LE D 驱动器;T OP247Y N;20W ;85～277V AC 输入;PFC 反激式Desi gn of 20W Flyback Const ant Current LE D Dr i ver W ith Si n gle St age PFC Based on T OP 247YNSun Peng 1,W ang Y ongb i n2(1.Shandong L inyi Testing Institute of Q uality &M etrology,L inyi 276001;2.L inyi Electronics Research Institute,L inyi 276004)Abstract:The off 2line flyback LE D power supp ly based on T OP247Y N contr ol s witch e mp l oys a single stage Power Fact or Corrected (PFC )circuit .The supp ly generates a 12V ,1.67A out put and meets the Energy Star m ini m u m power fact or require ment of 0.9f or commercial with a high efficiency of 80%.Keywords:LE D driver;T OP247Y N;20W ;85～277V AC input;PFC flyback0 引言在两三年前,LED 的最大市场是手机这类便携产品的彩屏背光照明,而目前这类消费类电子产品已趋向饱和。
单端反激式开关电源高频变压器设计
单端反激式开关电源高频变压器设计
设计单端反激式开关电源高频变压器需要考虑以下几个方面：
1.功率需求：根据要供电设备的功率需求确定变压器的功率等级。
功
率等级的选择可以根据所需的输出电压和电流来确定。
2.材料选择：变压器的高频特性对材料的选择提出了更高的要求。
一
般来说，变压器的磁芯可以选择铁氧体材料，而线圈通常采用绝缘导线或
绝缘线圈。
3.匝数计算：根据所需的变比和功率计算变压器的匝数。
变压器的变
比决定了输入电压与输出电压之间的关系。
4.磁芯设计：根据功率需求和工作频率选择合适的磁芯。
对于高性能
的单端反激式开关电源变压器，常用的磁芯材料是高磁导率的铁氧体。
磁
芯的选择应该考虑到磁芯的饱和磁通密度和磁滞损耗。
5.线圈设计：线圈的设计需要考虑到功率损耗和电流密度。
线圈的匝
数和截面积应该经过适当的计算，以确保所需的功率传输和高频特性。
6.耦合系数：在单端反激式开关电源高频变压器设计中，耦合系数是
一个非常重要的参数。
耦合系数的选择影响变压器传递功率的能力和工作
效率。
7.绝缘层设计：绝缘层是为了保护线圈和磁芯，防止绝缘电流的泄漏。
绝缘层的设计需要考虑到工作频率、工作温度和绝缘强度。
8.浪涌保护：在设计变压器时，还需要考虑到浪涌保护的问题。
使用
合适的浪涌抑制器可以有效地保护变压器免受浪涌电流的破坏。
以上是单端反激式开关电源高频变压器设计的一些关键方面。
在实际设计中，还需要进行详细的计算和仿真，以确保设计符合要求并能够实现高效率和高性能的电源变压器。
单级PFC反激式LED驱动电源设计与研究
单级PFC反激式LED驱动电源设计与探究引言随着LED技术的快速进步和广泛应用，LED驱动电源的设计和探究日益受到关注。
为了提高LED驱动电源的能效和稳定性，越来越多的探究人员开始关注单级PFC反激式LED驱动电源的设计和探究。
本文将介绍单级PFC反激式LED驱动电源的基本原理、设计要点和性能优化。
一、单级PFC反激式LED驱动电源的基本原理1.1 单级PFC反激式LED驱动电源的观点单级PFC反激式LED驱动电源是指将沟通电源转换为恒流输出的直流电源的装置。
它接受单级功率因数校正（PFC）和反激式拓扑结构，能够实现高功率因数、低谐波失真和高效率的特点。
1.2 单级PFC反激式LED驱动电源的基本原理单级PFC反激式LED驱动电源的基本原理是通过整流桥、电容滤波器、PFC控制电路和反激转换器实现沟通电源到恒流直流输出的转换。
其中，PFC控制电路用来实现功率因数校正，反激转换器用来实现直流电压转换和恒流输出。
二、单级PFC反激式LED驱动电源的设计要点2.1 功率因数校正（PFC）控制电路的设计功率因数校正是提高LED驱动电源能效的重要手段。
其基本原理是通过改变输入电流的波形和相位，使输入电流与输入电压之间保持一定的相位差，从而提高功率因数。
在设计中，需要选择合适的PFC控制电路，如基于整流器电压控制的PFC电路、基于电流控制的PFC电路等，并接受合适的控制策略和控制参数。
2.2 反激转换器的设计与控制反激转换器是实现沟通电源到恒流直流输出转换的关键器件。
其基本原理是通过开关管和变压器实现电能的转换和隔离。
在设计中，需要选择合适的开关管和变压器，以及合适的控制策略和控制参数。
另外，反激转换器还需要思量过流、过压、过热等保卫功能。
2.3 LED驱动电路的设计与优化LED驱动电路是将恒流输出转换为可供LED工作的电流和电压的电路。
其设计需要思量LED的特性和光电性能，选择合适的电流和电压调整器件，并进行匹配和优化。
基于L6562的单级PFC高效LED恒流电源驱动
基于 Ｌ ６ ５ ６ ２的 单 级 Ｐ Ｆ Ｃ高效 Ｌ Ｅ Ｄ恒 流 电源 驱 动
基于 Ｌ ６ ５ ６ ２ 的单级 Ｐ Ｆ Ｃ高效 Ｌ Ｅ Ｄ恒流电源驱动
Ｓｉ ｎ ｇ ｌ ｅ － ｓ ｔ ａ ｇｅ ＰＦ Ｃ Ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｌ Ｅ Ｄ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ －ｄｒ ｉ ｖ ｅ ｎ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｌ ６ ５ ６ ２
关键词 ： 开关电源， Ｌ Ｅ Ｄ， 恒流 ， 反 激 变换 器 ， Ｌ ６ ５ ６ ２
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｔｈｉ ｓ ｐ ａｐ ｅｒ ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｓ ａ ｓ ｕｉ ｔ ａ ｂｌ ｅ Ｌ ＥＤ ｔ ａ ｎｄｅ ｍ ｆ ｌ ｙ ｂａ ｃｋ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕｐｐ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃｕ ｒ ｒ ｅｎ ｔ ｄｒ ｉ ｖ ｅｒ ， ｗｈｉ ｃｈ ｉ ｓ ｃｏｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅｄ ｂ ｙ Ｌ ６ ５ ６２ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｓ ａ ｓ ｉ ｎ ｇｌ ｅ－ｓ ｔ ａ ｇｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗｈ ｉ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｔ ｅｇｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ Ｏｆ ｆ ｈｅ ＤＣ－ＤＣ ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎｄ ＰＦ Ｃ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｂｅ ｔ ｗｅｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ｇｒ ｉ ｄ
＝ Leabharlann （ ｆ ） ＝ ｓ ｉ ｎ ｅ ￣ ｔ
当开 关 管 导 通 时 ：
＝
本 文 的 设 计 采 用 的是 单 级 结 构 Ｐ Ｆ Ｃ反激 电路设计 的 Ｌ Ｅ Ｄ
驱 动 电源 ， 图 １为 系 统 框 图 。该 设 计 主 要 包 括 Ｅ ＭＩ 滤波模块 、 输 入整 流 、 Ｐ Ｆ Ｃ 有 源 功 率 因 数校 正模 块 、 隔 离 反激 式 Ｄ Ｃ— Ｄ Ｃ模 块 及输 出反馈模块等四个部分 。Ｅ ＭＩ 滤波 电路将允许 ５ ０ Ｈ ｚ的 工
LED照明电源单级PFC高频变压器设计----超实用
五步搞定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：176~265Vac50/60HzPF》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.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=0.55AMOS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。
实例讲解电源高频变压器的设计方法
实例讲解电源高频变压器的设计方法电源企业网2008-09-1215:21:57作者:SystemMaster来源:文字大小:[大][中][小]例，向大家介绍一种电源高频变压器的设计方法。
设计目标：电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz，输出电压为直流5V、14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz。
设计步骤：1、计算高频变压器初级峰值电流Ipp由于是电流不连续性电源，当功率管导通时，电流会达到峰值，此值等于功率管的峰值电流。
由电感的电流和电压关系V=L*di/dt可知：输入电压：Vin(min)=Lp*Ipp/Tc取1/Tc=f/Dmax，则上式为：Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax其中：V in：直流输入电压，VLp：高频变压器初级电感值，mHIpp：变压器初级峰值电流，ADmax：最大工作周期系数f：电源工作频率，kHz在电流不连续电源中，输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量，其为：Pout=1/2*Lp*Ipp2*f将其与电感电压相除可得：Pout/Vin(min)=Lp*Ipp2*f*Dmax/(2*Lp*Ipp*f)由此可得：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)其中：Vin(min)=1.4*Vacin(min)-20V(直流涟波及二极管压降)=232V，取最大工作周期系数Dmax=0.45。
则：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)=2*70/(232*0.45)=1.34A当功率管导通时，集极要能承受此电流。
2、求最小工作周期系数Dmin在反馈式电流不连续电源中，工作周期系数的大小由输入电压决定。
Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax]其中：k=Vin(max)/Vin(min)Vin(max)=260V*1.4-0V(直流涟波)=364V，若允许10%误差，Vin(max)=400V。
反激式单级PFCLED驱动电源变压器设计
反激式单级PFCLED驱动电源变压器设计作者：吴明艳张昭陈燕燕来源：《中国科技博览》2013年第29期摘要：高频变压器是开关电源的核心器件，本文通过理论分析和实验验证介绍了反激式单级PFCLED驱动电源变压器的设计方法。
关键词：单级PFC 变压器反激式中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-061-02单级PFC电路目前已成为小功率LED驱动电源采用的重要设计方案而变压器是单级PFC 电路中的重要部件之一，它的性能和质量不但关系着自身的效率和寿命，还将直接影响到PFC 电路技术指标的实现和可靠性。
本文通过理论分析和实验验证介绍了一种反激式单级PFCLED 驱动电源变压器设计方法。
1、反激式单级PFCLED驱动电源的工作原理FT825是辉芒微电子公司推出的一款具有功率因素校正功能的原边反馈LED驱动芯片，它通过独特的原边电流检测控制方法实现恒流输出，无需副边反馈。
FT825工作于临界导通模式，通过固定导通时间控制实现低总谐波失真（THD）与高功率因素（PF）特性。
交流电压经过前级保护单元和EMI滤波单元后，由整流桥整流为正弦半波波形流入电容C1，由于电容C1选择容量很小的薄膜电容，只对高频起旁路作用，使得电容两端电压近似为频率为100Hz的正弦半波。
FT825工作于临界导通模式，当MOSFET导通时，整流后输入电压对电感充电，同时输出电容对负载放电，电感电流从零开始上升至峰值电流；当MOSFET 关断时，存储在电感中的能量迫使次级整流管导通，次级电感对输出电容充电和对负载放电，电感电流从峰值电流线性下降至零。
内部乘法器通过电阻分压检测整流后输入电压，并产生正弦基准与原边电流检测模块输出相比较控制功率 MOS管关断，令输入电流波形跟随输入电压波形，且相位一致，实现高功率因素PF。
2、反激式单级PFCLED驱动电源的变压器设计2.1 确定系统目标参数交流输入电压Vin范围： 90V-264V；交流输入电压频率fL=50Hz；最大输出电压Vout=45V；输出电流Iout=0.9A；整机满载转换效率η≥0.8；变压器次级反射电压VR=100V2.2系统工作条件计算输入电压峰值与反射电压的比值定义为KV，表示为：输入功率为：输入电压最小时，有有初级电感电流峰值最大值IPKp 为：=初级电流最大有效值IRMSp 为：其中D 为占空比，定义为导通时间与开关周期之比。
单级PFC室内LED驱动电源研究与设计
单级PFC室内LED驱动电源研究与设计单级PFC室内LED驱动电源研究与设计摘要：随着LED照明技术的快速发展，LED作为新一代照明光源已广泛应用于室内照明领域。
为了高效、稳定地驱动LED灯，研究和设计可靠的LED驱动电源至关重要。
本文针对室内LED照明应用，重点研究并设计了一种单级功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）的驱动电源。
1. 引言近年来，随着环境保护和能源危机的日益凸显，LED照明技术作为高效、节能的照明解决方案受到了越来越多的关注。
相比传统的白炽灯、荧光灯等，LED具有寿命长、节能环保、光效高等优势。
然而，要实现LED的高效工作，稳定可靠的驱动电源是必不可少的。
2. 单级PFC驱动电源的原理及特点传统的LED驱动电源多采用两级结构，包括整流和电流调节两个部分。
但是这种方案存在着效率低、功率因数低等问题。
而单级PFC驱动电源则可以解决这些问题，提高LED的工作效率和稳定性。
单级PFC驱动电源主要由整流电路、滤波电路、功率因数矫正电路、变压器和输出稳压电路等组成。
其中，整流电路将交流电转化为直流电，滤波电路使电源输出电流更加平稳，功率因数矫正电路通过对输入电流进行控制，实现功率因数校正。
而变压器则起到传递电能和隔离的作用，最后通过输出稳压电路输出适合LED工作的电压和电流。
3. 设计思路与方案为了满足室内LED照明的实际需求，本文采取了以下设计思路与方案：3.1 设计输入参数：根据LED的工作电压和电流要求，确定输入电压和电流的范围。
3.2 选择元器件：根据设计输入参数，选择合适的整流器、滤波电容、功率因数矫正电路等元器件。
3.3 搭建电路原型：按照设计方案，搭建起试验电路原型，进行实际测试和验证。
3.4 电路调试与优化：根据测试和验证结果，对驱动电源电路进行调试和优化，提高驱动电源的性能和稳定性。
4. 实验结果与分析通过实验测试和数据分析，本文得到了以下实验结果与分析： 4.1 输出稳定性：在满足LED工作要求的情况下，输出电压和电流稳定，能够确保LED的正常工作。
基于PFC控制器的LED照明电源系统
基于PFC控制器的LED照明电源系统引言led技术及其应用的发展超过几年前业界的预期，目前LED已经开始步入普通照明领域.在中国大陆的 LED公共照明方面，LED路灯和公路隧道灯的应用走在世界的前列。
从全球的情况来看,LED普通照明驱动电路要采用工频市电电源供电（即离线式驱动电路）。
就其拓扑结构而言，主要是隔离型反激式转换器开关电源方案。
对于200W以上的LED路灯,则选择双电感单电容（LLC）半桥谐振拓扑。
在100W 以下的LED照明驱动电源中,单级PFC反激式电路拓扑是最佳解决方案。
德州仪器（TI）公司推出的UCC28810普通照明电源控制器，不仅支持单级 PFC反激式变换器和Triac调光，同时还支持两级PFC电源拓扑。
1 UCC28810引脚功能和特点1。
1 UCC28810封装与引脚功UCC28810采用8引脚SOIC封装，引脚排列如图1所示。
1。
2 UCC28810的主要特点UCC28810是一种单级PFC离线式LED照明电源控制器，可以控制临界导通模式(CrM）操作的反激、降压(buck）或升压(boost）变换器，能够与传统墙上调光器接口。
UCC28810含有一个用于反馈误差处理的跨导电压放大器、一个用来产生与输入电压成正比的电流指令的电流参考发生器、一个电流传感比较器、PWM逻辑及驱动外部功率MOSFET的驱动器。
UCC28810提供过电压保护（OVP）、反馈开路保护和使能（enable)电路。
UCC28810的VDD导通门限电压是15。
6V，欠压关断门限电平是9.7V，钳位电压为19V，静态工作电流为4mAUCC28810用于控制LED普通照明驱动电源，应用领域有工业照明、商业照明、住宅照明以及街道、道路、停车场照明和建筑与装饰照明。
2 基于UCC28810的34W单级PFC反激式LED恒流驱动电源基于UCC28810的34W单级PFC反激式LED恒流驱动电源电路如图2所示。
反激式LED驱动电源的高频变压器设计实例
反激式LED驱动电源的高频变压器设计实例利用单片开关电源TOP226Y设计一个60W反激式LED驱动电源模块，要求交流输人电压为85~265V，输出为+12V、5A设计步骤如下：（1）计算一次侧电感量L P一次侧电感量计算公式，L P=2P0ηI R f如果电源效率为80%，脉动电流（I R）与峰值电流（I P）的比例系数K RP取0.7。
TOP226Y的开关频率为100kHz，漏极极限电流I LIMIT=2.25A。
取I P=2.25A计算时，I R=K RP*I P=0.7×2.25A=1.58A，可得L P=2P0ηI R f =2×600.8×1.58×1.58×100K=600（mH）若取K RP=1，则可算出L P=296μH。
因此，L P可在296-600μH范围内选取，本例选择中间值L P=450μH。
计算Lp时还有另一个公式L P=(U Imin−U DS(ON))∗D maxI R fU Imin为直流输入电压的最小值；U DS(ON)为功率开关管的导通压降；D max为最大占空比。
通常U DS(ON)仅为几伏，可忽略不计。
假定U Imin=85V×1.2=102V，D max=0.6, I R=1.58A，f=100kHz，代人式中得到L P=102×0.61.58×100K=387（μH)计算出的387μF与本例所选择的Lp=450μH比较接近。
（2）选择磁心。
采用AP法选择磁心已知η =80%，P0=60W, K W=0.35,D=0.5；对于反激式LED驱动电源，B M值应介于0.2-0.3T之间，现取B M=0.25T，K RP=0.7，f=100kHz，AP=A W×A e=0.433(1+η)∗P0ηK W DJB M K RP f ×104=0.433×(1+0.8)×600.8×0.35×0.5×400×0.25×0.7×100K×104=0.48cm4根据AP=0.48cm4，查出与之接近的最小磁心规格为EI28，其AP=0.58cm²。
单级PFC
单级PFC变压器设计 以WII-043-A800W为例
• 电源参数：
• • • 输入：90-264Vac 输出：54V/0.8A 最低开关频率Fs_min：40Khz Bmax：0.28T 效率：87% 变压器PQ2620 Ae：119mm2
• • • • • • •
变压器计算： 1.为了满足MOS（600V）耐压，先设定匝比 N=Vor/Vo=（600V*0.9-370V-80V）/54V =90V/54V=1.67 2.根据匝比推算出最大占空比Dmax ∵伏秒平衡定律Vin*ton/Np=Vout*toff/Ns ∴Vin*D=Vor（1-D） ∴D=Vor/（Vin+vor） 得出D=0.41
单级PFC LED电源简介
• 优点：电路拓扑简单，有BOM成本低，高 PF，高效率，THD≤15% • 缺点：单级PFC因为前面没有大电解，所 以输出有很高的两倍工频的纹波电流和纹 波电压；输出滤波电容用得比较大；传导 辐射比较难过；没有大电容，暴露在电网 中，抗雷击能力差。
单级PFC的应用电路及原理
单级PFC变压器设计
• 3.计算原边电感峰值电流: • ∵ Po=Vo*Io Pin=Po/n Vrms*Irms*PF=Pin （PF近似1 可忽略不计） • Ipk=Irms*1.414 Ip_pk=Irms*2/D • ∴ Ip_pk=2*1.414*Po/(n*Vin_rms*Dmax) • =2.828*43/0.87*90*0.41 • ≈3.8A • 4.计算原副边匝数：Vin_PK=Vin_rms*1.414=127V • Np=Vin_PK*D/Fs_min/(Ae*Bmax) • =127V*10.25us/(119mm2*0.28T) • =39T • Ns=Np/N=39/1.67=23T 下一步
一种高效率单级PFC变换器的LED照明驱动电路
一种高效率单级PFC变换器的LED照明驱动电路杨岳毅;曾怡达;何林;母才莘【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)002【摘要】提出一种基于Buck-Boost变换器与Flyback变换器有机结合的单级LED驱动电路,通过增加隔离变压器漏感电流流通通路,将漏感能量回馈到输入端,提高了变换器的工作效率,同时消除了开关管电压尖峰,无需RCD吸收电路,改善了电路的EMI(electromagnetic interference).详细分析了该单级PFC变换器的工作原理,给出了变换器关键参数的设计依据.此外,当Buck-Boost和Flyback同时工作在电感电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)时,中间储能电容电压不随负载变化而变化,避免了开关器件因电压飙升而损坏开关管的现象.最后,搭建了交流85～265 V输入、50 V/160 mA输出的原理样机,通过实验验证了分析的正确性.【总页数】4页(P372-375)【作者】杨岳毅;曾怡达;何林;母才莘【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;郑州铁路职业技术学院机车车辆学院,河南郑州450052;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM461【相关文献】1.一种单级无桥隔离型PFC变换器研究 [J], 侯良奎;王金平;张良2.一种高效率次级谐振单级反激PFC变换器 [J], 李郎;杨岳毅;曾怡达3.一种单级全桥PFC变换器电压尖峰抑制方法 [J], 贲洪奇; 丁明远; 范会爽; 孟涛4.一种单级全桥PFC变换器变压器偏磁抑制策略 [J], 贲洪奇; 赵志强; 丁明远5.基于双路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电路 [J], 阎铁生;陶权保;胡啸天;周国华;曹太强;王军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
双输出单级PFC变换器的高亮LED驱动方案
1 引言如今，LED 已经广泛应用于液晶背光、汽车、交通灯以及通用照明。
根据IEC 61000-3-2 C 类法规，需要对大于25W 的LED 通用照明驱动器进行功率因数校正( Power Factor Correction,PFC) ,因此低成本的功率因数校正方案成为关注的研究课题。
AC /DC 变换器中常见的有源功率校正( Active PowerFactor Correction,APFC) 电路是两级PFC 电路，前一级电路用来进行功率因数校正，后一级电路用作DC /DC 变换器。
由于存在两个级联功率级，这一类电路的尺寸和成本通常都比较高，因此，出现了另一类APFC 拓扑，这类拓扑把PFC 电路和DC /DC变换器集成在一起，它们共用一个有源功率开关，成为单级AC /DC 变换器，进而降低了成本，这种APFC 电路现在已经广泛应用于镇流器，充电器中。
将多路输出变换器作为LED 驱动器，可实现用一个变换器满足多个不同等级的恒流输出需求，从而降低了驱动器的成本。
而传统的多路输出变换器，如变压器耦合方式，加权反馈调节方式，虽可实现多路恒压输出，但不能实现多路恒流输出。
基于此，本文提出了一类双输出单级反激PFC 拓扑。
此类拓扑在DCM 下，即可实现各路独立调节的恒压输出，也可实现各路独立调节的恒流输出，并且实现了功率因数校正。
为了避免变换器两路输出的交叉影响，应用时分复用方法实现了每一条输出支路电流的独立调节，从而可使每路分别驱动不同类型的LED,而且驱动器其中一路故障不会影响另一支路的正常输出，提高了驱动器的可靠性; 由于此方法只用到一个磁性元件即可实现两路恒流输出，整流桥后不需要大的高压储能电容，进而降低了驱动器的成本。
变换器工作在DCM、定频、定占空比下，还可获得较高的功率因数。
最后通过仿真与实验验证了本文研究结果的正确性与有效性。
2 独立调节双恒流输出反激拓扑图1 为独立调节双路恒流输出单级反激PFC变换器的拓扑图及其开关时序。
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LED照明电源单级PFC高频变压器设计
2010年10月20日 10:48 本站整理作者：佚名用户评论（0）
关键字：LED照明电源(1)PF(4)
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P FC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。