小功率LED驱动电源分析与设计

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　　摘要：本文介绍了一种小功率LED驱动电源设计方案。首先针对此方案做了必选，其次进行了电路设计和变压器主要参数设计，最后根据以上设计制作了原理样机，并总结了实验结果。
　　关键词：小功率LED；驱动电源；电路；变压器
　　1 引言
　　在全球“节能减排”大背景下，LED作为一种节能型新光源在城市景观、交通指示和公众广告等行业都有着相当广泛地应用。LED具有高效、长寿命、低功耗和安全等优点。LED光源与其他光源主要区别在于LED光源需要一个恒流源驱动电源。
　　2 方案比较选择
　　升压式有源功率因数校正方案具有输出电流纹波小、效率高、磁性元器件设计简单等优点。但电路结构复杂、成本较高不适于大批量生产。
　　反激式有源功率因数校正方案只需要一级就可以实现功率因数校正和输出恒压/恒流的要求。具有电路结构形式简单、成本低等优点。
　　临界模式在照明和其他低功率应用中很常见，成本低廉，设计简单，适合大批量生产。综合成本、生产性等因素，选用临界反激模式有源功率因素校正方案。
　　3 电路设计
　　该电源设计重点为变压器设计，驱动芯片为L6561。本文侧重介绍变压器理论推导和主要参数设计。主要参数包括：输入电压 ＝176VAC～264VAC，输出功率Po（max）＝17W，输出电流Io＝0.34A～0.36A，输出电压 ＝25VDC～50VDC，效率 ≥85%，功率因素PF≥0.95。
　　变压器设计需进行理论分析，理论分析中所涉及参数及其意义分别如下所示： 、 、 分别为初级、次级与辅助绕组匝数， 为匝比， 为输入功率， 为磁芯电感系数， 为输入电压有效值， 为初级电感量， 为初级电流有效值， 为初级电流峰峰值， 分别为开关管周期、导通时间和关断时间
　　 ……输出电压； ……驱动电源效率。
　　由功率与电压电流关系推导初级峰值电流：
　　
　　
　　4 变压器主要参数设计
　　（1）初级电感量设计
　　L6561芯片最小驱动频率 ,考虑到EMI设计要求，选取 ,综合考虑次级反射电压、初次级电流峰峰值等要求，取 =4， =170V， =51V。根据3.1推论的结论可知：
　　
　　
　　5实验结果
　　根据以上设计，制作了原理样机。常温时测试驱动电源参数，当=220VAC，Io=0.355A， =47.8V时，主要测试参数如下：PF≥0.967， ≥86.7%。
　　6 结论
　　本文从方案选取着手，比较不同电路拓扑形式，选用以L6561为控制芯片的临界反激模式有源功率因素校正的方案，设计低成本、高功率因素的LED驱动电源。重点介绍了变压器理论分析与参数设计以及测试结果。
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