LED反激式（FIvback）恒流开关电源设计佛山科学技术学院研制FLED14-型智能LED路灯电源试验仪
LED反激式(Flyback)恒流开关电源设计
内容提要 1 概述 2 整流滤波电路及输入电容选择 3 高频变压器设计与实例 4 高频变压器计算软件 5 恒流反馈电路设计 6 PFC变换器设计 7 安规元件：NTC电阻 压敏电阻 EMI元件 8 安森美NCL30051带PFC半桥谐振离线式LED恒流源
内容提要 3 高频变压器设计与实例 3 23 13 概述 高频变压器计算软件 53 43 恒流反馈电路设计 PFC变换器设计 整流滤波电路及输入电容选择 63 73 安规元件：NTC电阻 压敏电阻 EMI元件 83 安森美NCL30051带PFC半桥谐振离线式LED恒流源
概述>在开关电源市场中，400W以下的电源大约占了市场的70-80%，而其中反激式电源又占大部分，几乎常见的消费类产品全是反激式电源>实例：85WLED路灯反激式恒流开关电源，电路图如下。高频变压器高频整流油波控2APFOFEMI整流情级RF控制模块
概述 Ø在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其 中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源. Ø实例：85W LED路灯反激式恒流开关电源，电路图如下
整流滤波电路及输入电容选择·在最小输入电压Vacmin时，设桥式U整流最大导通时间tc=3msR2 × PX2×fLVMIN=(2XVACMIN)-nXCINIc3ms其中所用单位分别为伏特、瓦特、赫兹、秒及法拉第Vmin=/2V ACmi~-20V·在估算公式3ms10ms
整流滤波电路及输入电容选择 •在估算公式 Vmin 2VACmin20V •在最小输入电压Vacmin时，设桥式 整流最大导通时间tc=3ms
整流滤波电路及输入电容选择U输入电容选择：大容量用几个并联R福经验值μFWIc3msAC全波半波100V-115V5μF-8F3μF-4μF230V1μF1μF-2μF85V-265V5μF-8μF3F-4F3ms10ms
整流滤波电路及输入电容选择 •输入电容选择:大容量用几个并联
电解电容频率特性>电解电容是开关电源中最不安全和最影响电源寿命的器件。使用之后，电容量减小，纹波增大，发热失效，甚至爆炸。>电容器的使用寿命主要由内部温度决定，其温升主要与纹波电流与纹波电压有关。电解电容器一般给出特定工作温度（85℃或105℃）和特定使用寿命（2000小时）下的纹波电流值。GH105℃CuF161OOUFAC818IC1050-VENT
电解电容频率特性 Ø电解电容是开关电源中最不安全和最影响电源寿命的器件。使 用之后，电容量减小，纹波增大，发热失效，甚至爆炸。 Ø电容器的使用寿命主要由内部温度决定，其温升主要与纹波电 流与纹波电压有关。电解电容器一般给出特定工作温度（85℃ 或105℃）和特定使用寿命（2000小时）下的纹波电流值
电解电容频率特性GH105°CUF16V1000uF16C818105℃-40+1050VENTWWD.OCER.GT容抗（1/2元fc）C:电容量理想感抗Z电容阻抗Z(2元fL)L:ESLESRESLm现实ESRDUW.OCEROGT高容抗低容抗交流成分较多的输入电压交流噪音被旁路直流输出高容抗.低容抗7
电解电容频率特性
电解电容寿命估算2.000hOS-CON105deg.C2,000hAl-Cap6.300h95 deg.C4,000h20.000h85deg.C8.000h63.000h75 deg.C16,000h>根据著名的阿列纽斯理论，电解电容器的温度每升高10℃，电解电容寿命就会降低一半。例如，105℃使用寿命2000小时的电容在85℃时寿命可达2000*22=8000小时。因此降温是延长LED驱动电源寿命的有效方法
电解电容寿命估算 Ø根据著名的阿列纽斯理论，电解电容器的温度每升高10℃，电 解电容寿命就会降低一半。例如，105℃使用寿命2000小时的电 容在85℃时寿命可达2000*22=8000小时。因此降温是延长LED驱 动电源寿命的有效方法
反激变压器设计>反激式变压器是反激变换器设计的重点和难点。因为输入电压范围宽，在低输入电压、满负载条件下变压器工作在CCM，而在高输入电压、轻负载条件下又会工作在DCM。>如果参数不合理，则影响变换器性能，严重时磁芯饱而损害开关管。变压器的参数需要经过反复试验才能达到最佳（经验）。>CCM电流峰值比不连续模式小，开关损耗较小，因此在功率稍大的反激变换器中均采用CCM,效率比较高。>开关管导通时，磁芯极易饱和，故设计反激式开关电源，在保证输出功率的前提下，首要解决磁芯饱和问题
反激变压器设计 Ø 反激式变压器是反激变换器设计的重点和难点。因为输入电压 范围宽,在低输入电压、满负载条件下变压器工作在CCM,而在高 输入电压、轻负载条件下又会工作在DCM。 Ø如果参数不合理,则影响变换器性能,严重时磁芯饱而损害开关 管。变压器的参数需要经过反复试验才能达到最佳（经验）。 ØCCM电流峰值比不连续模式小, 开关损耗较小,因此在功率稍 大的反激变换器中均采用CCM,效率比较高。 Ø开关管导通时，磁芯极易饱和，故设计反激式开关电源，在 保证输出功率的前提下，首要解决磁芯饱和问题
基于电流纹波系数反激变压器设计（如《精通开关电源》）np/nsVINCIN次级电感电流初级电感电流1-D（初级）和副边反激变压器原边(次级）电流不同时出现。1.7根据能量守恒，变压器电流变换关系成立，即n=12/ I,(=Np/NsIL,= IL,R = IL
基于电流纹波系数反激变压器设计（如《精通开关电源》） u反激变压器原边（初级）和副边（次级） 电流不同时出现。 u根据能量守恒，变压器电流变换关系 成立，即n=I2/I1(=NP/NS) L L R L I I I 1 2