大功率LED驱动电路研究设计[2]

　　式2

　　选择电感L=220H, 选取PQ3230为磁芯，各项参数查表知道，磁芯有效面积Ae=161mm2，AL=5140nH/N2，Le=7.46cm，磁芯的最高工作磁密Bs=0.32T，电感的峰值感应电流：

　　式3

　　电感的匝数由式(4)决定：

　　式4

　　对上式结果取整，定匝数为26。

　　Boost变换器的控制芯片为FAN6961，需要一辅助绕组，根据FAN6961的使用说明可知其匝数由式(5)决定：

　　式5

　　对上式取整，该辅助绕组的匝数为3 。

　　在PFC电路中，通常在整流桥的输出端接一个小电容，主要用来滤除输入端的高频噪音，其容量一般很小。它的取值具有下限值和上限值，其下限值由输入滤波电容的最大电压纹波决定，其上限值则由输入电流与输入电压的偏移角决定。

　　Vin(min)=√2Vin_RMS_min=120V，根据参考文献可知ΔVci(max)一般取最小输入电压峰值处5%。ΔVci(max)=5%Vin(min)=6V，L=220H，Pin=P0/η=150/0.85=176.5W，V0=400V，cosβ=0.9，ω=100π。代入下式：

式6

　　式7

　　由上式可得Cin min=0.67μF，Cin max=3.89μF;本文实验选择输入电容684/630V。

　　将Vmax=ΔVci(max)/2=3V，f=50Hz，f=50Hz，I0=P0/V0=0.375A代入下式：

式8

　　得：C0 min=199μF，考虑到最大输出电压为420V，因此在该实验中，选取容量220、耐压450V的电解电容。

　　1.3 DC/DC转换器设计

　　1.3.1 基于LLC谐振的DC/DC变换器

　　LLC谐振变换器优于常规串联谐振变换器和并联谐振变换器。首先，它可以在输入和负载大范围变化的情况下调节输出，同时开关频率变化相对很小。第二，它可以在整个运行范围内，实现零电压切换(ZVS)，从而降低了开关损耗，提高效率。最后，所有寄生元件，包括所有半导体器件的结电容和变压器的漏磁电感和激磁电感，都是用来实现ZVS的。

　　图5所示为LLC谐振变换器的工作原理图，LLC谐振转换器一般包含一个带MOSFET的控制器(本文采用FSFR2100作为控制器)、一个谐振网络和一个整流网络。

图5 LLC谐振变换器工作原理图

　　FSFR2100以50%的占空比交替驱动两个MOSFET，随负载变化而改变工作频率，调节输出电压。谐振网络包括两个谐振电感和一个谐振电容。谐振电感Ls、Lm与谐振电容Cs主要作为一个分压器，其阻抗随工作频率而变化从而获得所需的输出电压。整流网络对谐振网络产生的正弦波形进行整流，然后传输到输出级。

　　1.3.2 LLC谐振各参数计算

　　由公式最小电压增益其中K取8，则最小电压增益为：

　　式9