LED驱动计算公式

LED驱动变压器设计计算公式

LF-GOE100YA0920A电源设计计算书

电源的主要特性及功能描述;

输入电压范围AC90V~AC305V，额定输入电压范围AC100V~AC277V.输入电源工作频率47Hz~63Hz，额定输入频率50Hz~60Hz.输出功率112W，额定输出DC90V~DC120V@0.92A开路输出电压：小于135V，短路输入功率：小于15W.

效率：90V ac input大于87%，220V ac input大于89%，277V ac input大于90%.

输出纹波：在输入电压范围内，纹波电压小于1.2V，其它功能附详细的规格书.

电源的相关参数设计计算如下：

1.对于电源工作保险丝的选定

Po(max)=126V*0.92A*1.05=121.716W（输出电压电流按照规格书的额定输出的上限计算）.Pin(max)=Po(max)/Eff=121.716W/0.80=152.145W（按照电源起动到PFC电压还没升起来的这段时间的效率并适当取低一点点进行计算，否则，频繁的开关机有可能会冲坏保险丝）.

Iin rms(max)=Pin(max)/Vin(min)=152.145W/75V=2.029A（最小输入电压根据电源的最低起动电压计算，这款电源设定最低起机电压为75V，允许电源在最低起机电压下带额定负载起机）

考虑到电路中PFC校正值并不是完整的1，需要除以0.99的功率因素，以及查相关的保险丝的图表所得，在最高工作环境温度65度时，需扣除0.8的过热等因素引起的加速熔断的折扣率，再除以安规要求的0.75的折扣率，即保险丝因选择：2.029A/0.99/0.8/0.75=3.416A.

由于PFC+PWM两极架构的电源开机讯间的输入浪涌电流非常大，加热敏电阻后也能达到近80A，由此保险丝需选择大于3.416A的高分断能力的慢断型。

再考虑到这款LED电源是使用在室外的路灯上，需要承受较多且较大的雷击，按照规格要求是线对线打4KV，需选择耐4KV以上雷击的保险丝。

综合以上对此款产品的保险丝最小应选择AC300V5A慢断型保险丝。

2.桥堆的选定：

依据前面的计算知道，电源的最大输入功率为152.145W，最大输入RMS电流是2.029A，（最低输入电压频繁开关机，输出带满负载工作，此时PFC电路还没开始工作）

桥堆输出最低直流电压：DC(min)=AC75V*1.35=DC101.25V.（输入电压降额到AC75V，全波整流后的输出最大电压为输入的有效电压乘以根号2，但是随着输出带负载越大这个系数将会越低，这里取1.35，这个值不可以按照PFC上的输出电压进行计算，因为起机的时候PFC还没有开始工作，如果按照工作以后PFC上的电压进行计算，那当电源频繁的开关机动作的时候，桥堆将会被电流冲坏）。输入功率除以桥堆后的输出DC电压就得到了桥堆的输出平均电流：152.145W/101.25V=1.5027A..

一般二极管类的元器件，考虑工作峰值电流的冲击，热损耗及高环境温度下工作等因素，这里按照输出平均电流的三倍进行取值。得：1.5027A*3=4.508A，由于5A的桥堆不常见，这里直接取6A的桥堆。

由上面的降额曲线可得出，桥堆本体温度在120度以内，整流后都能保证持续输出4.5A没有问题。根据规格书的要求，输入最高有效值电压为AC305V，输出最大的直流电压为AC305V*1.414=427V。

根据上面图表可知，按照耐电压的要求，选用GBU606/GBU608/GBU610都是比较安全的。

3.PFC电路的设计.(选择CRM模式的BOOST电路做为PFC电路)输入90V ac‐305Vac，输出电压420V（根据规格书的要求，PFC在输入最高为277V ac时要求大于0.92，可定义PFC输出电压为比277V ac整流后大25V到35V，可保证PF值满足要求）.根据经验，PFC电感先选用RM10型号，下文将通过计算验证是否合理。先根据输入的条件计算PFC电感量。由于PFC电感量并不是非常严格的，只要保证电路的工作频率不进入到音频范围内就可以了。计算方式如下：由公式

可计算出PFC的电感量。其中Vrms为输入有效值电压，Ton为开关管的导通时间，E为PFC电路的效率，Po为电源输出功率。

由公式

可计算出PFC的关断时间，进而可计算出PFC的最小工作频率。定义电感量为450uH,计算最低输入电压

450uH=180^2*Ton*0.95/2*122Ton=3.567us.

Toff=3.567us*180*1.414/(420-180*1.414)=5.476us

T=Ton+Toff=3.567us+5.476us=9.43us Fs=106.04KHz.

计算最高输入电压:

450uH=277^2*Ton*0.95/2*122Ton=1.506us

Toff=1.506us*277*1.414/(420‐277*1.414)=20.827us

T=Ton+Toff=1.506us+2.827us=22.333us Fs=44.78KHz.

计算在最低AC90V输入电压:

450uH=90^2*Ton*0.95/2*100Ton=11.70us

Toff=11.70us*90*1.414/(270‐90*1.414)=10.43us

T=Ton+Toff=11.70+10.43=22.13us Fs=45.19KHz

计算在低压段最高输入电压:

450uH=175^2*Ton*0.95/2*100Ton=3.09us

Toff=3.09us*175*1.414/(270‐1.414*175)=33.91us

T=Ton+Toff=3.09us+33.91us=37us Fs=27KHz.

PFC输出电压按照两段式输出，即在输入有效值电压小于AC175V时，PFC输出电压设定为270V，在

输入有效值电压大于AC175V时，PFC输出电压设定为420V。