基于LLC谐振的LED驱动电源设计图文精Word格式.docx

1、，：；：（）引言驱动电源效率的要求正在不断提高。传统的标准（或硬开关）反激式拓扑和双开关正激拓扑已经逐渐被谐振或准谐振拓扑所取代。电感、电感、电容（）三元件谐振变换器可实现全功率范围内主开关管零电压开关，次级整流二极管零电流开关。极大地降低了电路开关损耗，从而成为解决电源效率问题极具潜力的方案。此处应用谐振半桥拓扑作为变换。结合前级模式的电路。开发了一种大功率高效率的驱动电源。原理介绍电路采取半桥的两级变换方案其中电路除了控制谐波外还具有电压调整功基金项目：西北工业大学基础研究基金（）定稿日期：作者简介：张久庆（一），男，安徽六安人，硕士研究生，研究方向为电力电子。能，以便于控制谐振部分的频率

2、变化范围，半桥采用开关恒流源设计方案。即反馈控制中引入电流环，相比其他恒压电源恒流模块的方式具有更好的效率表现。驱动电源结构如图所示。一鍪盆鋈鋈陋输入图三莶拘；！；冀鎏差竺卜母变换竺竺：竺竖广一恒流压丽副籼预调节器以拓扑实现，在模式下，以作为控制器。的一大优势是，能够在下一个开关周期开始之前感测电感的去磁，使开关管零电流导通。后级半桥谐振变换器的原理示意图如图所示。由部分构成：方波发生部分，其作用是将输入的直流电压斩波为方波：谐振网络部分。提供一个随频率可调的电压增益同时得到谐振电流和电压的相位差保证开关管的实现：理想变压器部分实现电压变比的作用：输出整流部分得到直流功率输出。万方数据耋蒸差一

3、篓波发生：谐振网络篱输出整流流二极管压降，输出电流。谐振频谐振半桥的控制芯片采用集成控制芯片，该芯片内置高压，反馈端通过镜像电流源调整开关频率来调整谐振网络输出电压。此外芯片自带过温、过压保护，并且可以通过设置端电阻来限制开关频率范围，从而确保整个电路的可靠性。主要磁性元件设计部分电感的设计工作在恒定导通时间模式下电感与开关频率关系为：堡啦（坠笪兰）】、麓。豳釉、式中：。一为输入电压有效值；以为输出电压；厶抽为最低开关频率；为输出功率；叼为效率。考虑和控制芯片要求，选取厶面，根据电路工作条件：，叼。计算得到斗。磁芯的选择要保证最恶劣情况下，即输入电压最低，电路的峰值电流最大时，也不会饱和。具体

4、由电感方程确定：。曲（）为电感的峰值电流；为磁感应强调工作范围；。为磁芯等效截面积；为电感线圈匝数。根据。法【】选择作为磁芯，实际应用中需考虑铁损与铜损的平衡，由于峰值电流是有效值电流的倍左右，铁损会成为主要损耗。因而选用的磁芯应该是。较大而磁路较短的宽而扁的磁芯，同时适当增加电感匝数并开气隙，来减小衄，以降低铁损。半桥变压器设计按照基波分析法】，可以得到等效的网络增益表达式以及简化式：肘等瓦而（）（托，。瓶（）肘：墨型竺（）（）（，）（），）（，）（）（）巩，以表示输入、输出等效的基波分量；，为变压器漏感；。为变压器初级电感量；为谐振电容；为等效的理想变压器匝比；。为等效阻抗，。（喊）；（，

5、），；，厶；（她）。】佩诤咏（）为电路所需最大增益；晦为谐振点增益；酞，分别为最大输出电压和谐振点输出电压。可见，为电路最大增益的倍。篡强文王图峰值增益与。取值关系曲线由图峰值增益曲线可知，取值小可以获得较大的增益范围，但这样会增加电路损耗，实际取值应是满足增益条件后尽可能小的值【引。此处，。确定后，变压器实际匝比为：舻、竽后止器（）由以上结果，谐振网络参数，厶，。计算式为：（。）。厶爿篙时。篙岬，（）（，）、以蛳（）（甜猡。）袖为变压器初级最少匝数；。为磁芯最大不饱和磁感应强度。法选择作为磁芯，采用分槽结构的变压器可以形成较大漏感作为谐振电感，但是邻近效应变得严重造成铜损偏大，因而初级匝数应

6、在保证磁芯不饱和情况下取得尽可能小，由血（巩）（现邺猡。）计算得到。变压器绕线确定后，初级电感量通过气隙长度来调整。实验根据上述分析和设计结果，制作了实验样机。主要元件参数为：电感采用磁芯匝电感量为斗；磁芯用于半桥变压器，初级匝，次级匝；。；谐振电容，。图示出实验波形和效率曲线。缸一憾僻书静格）（）开关管波形氏。名每忒飞形飞兰岁（格）（）交流输入电流波形如甜图实验波形图为满载输出时部分主功率管漏源极电压也。和采样电阻上电流波形。在管从关断到开通时，。已经降为零，趣。也下降到了一个较低的值，从而减少了导通过程的开关损耗。图为谐振点工作时，谐振半桥中下管的漏源极电压配蛐波形和初级电流。波形。下边开关管在导通之前，流过下管的体二极管，“被箝位到零，因而减少了开关振荡，降低开关损耗。图为输入交流电压扒电流抽波形，电流、由图可见功率因数校正效果较好，较小。图为和的效率叼曲线，整机的平均效率超过，最高效率可达。结论采用谐振半桥的两级拓扑结构，大大降低了前后级开关管的开关损耗，提高了整机的效率。实验结果表明，这种结构适用于这种较为稳定的负载。在整个功率范围具有较好的效率表现，平均效率超过。在相同功率水平上，相比其他采用三级结构的驱动电源具有更好的效率表现，是未来大功率照明驱动电源结构较好选择。参考文献】：【，：】赵修科实用电源技术手册磁性元器件分册沈阳：辽宁科学技术出版社。（）：一【】，