概述

　　PFC電路的輸出為反向降壓電路的輸入。反向降壓經(jīng)過配置，產(chǎn)生一個恒定電流輸出。這種電流下，系統(tǒng)閉環(huán)位于附近。它產(chǎn)生的電流輸出向下游供給 DC/DC 變壓器電路，而該電路由一個半橋接控制器、兩個 MOSFET、電容 C1 和 電容 C2 以及一些變壓器組成。之后，該電流經(jīng)過半橋接 MOSFET 開關(guān)，到達(dá)串聯(lián)變壓器的一次側(cè)。電容 C1 和 C2 服務(wù)于許多功能。它們可用于為半橋接建立一個分壓器，同時它們還是諧振電路的組成組件，也是 DC 阻斷電容，這有助于防止變壓器飽和。

　　諧振運(yùn)行允許 MOSFET 開關(guān)以零電壓開關(guān) (ZVS) 進(jìn)行開關(guān)運(yùn)行。這就降低了開關(guān)損耗，并強(qiáng)制輸出二極管至零電流開關(guān) (ZCS)，從而有助于效率最大化。

　　現(xiàn)已轉(zhuǎn)換為 AC 電流的 DC 電流通過所有串聯(lián)變壓器的一次側(cè)前后諧振。可串聯(lián)放置的變壓器一次側(cè)數(shù)目十分靈活，因?yàn)榭梢赃x擇繞組比來支持許多變壓器或 LED 串。計(jì)算匝數(shù)比需要考慮的是串?dāng)?shù)，這是由于其規(guī)定了變壓器的數(shù)目以及每個串的正向電壓。

　　設(shè)計(jì)考慮因素

　　要獲得功率轉(zhuǎn)換的最高可達(dá)效率，目標(biāo)就是盡可能地處理最少的功率。要達(dá)到這個目的，我們需要盡可能地接近輸入電壓來工作。由于大多數(shù)高功率照明應(yīng)用都支持有源 PFC 的使用，為了簡單起見，我們將只把它看作是功能模塊，并給其輸出分配一些典型值。

　　由于大多數(shù)有源 PFC 電路都起到一個升壓轉(zhuǎn)換器的作用，因此 PFC 輸出電壓的設(shè)定必須要高于最高 AC 線壓的峰值。85 – 265VAC 一般輸入范圍時，其為大約 375V。增加一些動態(tài)范圍上限，以獲得裕度和容差，這時 400V 便為一個典型的設(shè)定值。要確保下游降壓擁有 PFC 輸出變化的較多動態(tài)范圍上限，就需要增加稍多的裕度，以適應(yīng)約 40V 的紋波。這就使我們的反向降壓最小輸入運(yùn)行點(diǎn)為大約 360V。

　　為保證降壓輸出具有一定的順從電壓，以讓其能夠正常地工作，這就需要也給它一定的動態(tài)范圍上限，并將其輸出范圍限定在 280V。

　　既然我們都了解我們的各個邊界，那么就讓我們來看看如何通過降壓和變壓器匝比來計(jì)算恒定電流值的一個設(shè)計(jì)實(shí)例。

　　在本例中，我們使用了兩個變壓器來驅(qū)動四個 LED 串，其電流為 1A。每個串都擁有十只高功率 LED。

　　假設(shè)：LED 正向電壓 Vf = 3.5V，且一個串電壓=35V

　　由于我們將 DC 降壓的輸出工作點(diǎn)設(shè)定在 280V，因此它現(xiàn)在作為 DC/DC 變壓器電路的輸入。這就意味著，施加于串聯(lián)一次側(cè)的電壓將為電容分壓器(由 C1 和 C2 組成)電壓的 1/2，從而在串聯(lián)一次側(cè)布局上獲得 140V 的電壓。

　　現(xiàn)在，匝數(shù)比的計(jì)算就變得十分容易了，如方程式 1 所示：

　　每個變壓器的一次側(cè)電壓 (VP) =橋接電壓/變壓器數(shù)=140V/2=70V

　　2:1 匝數(shù)比(方程式 1)

　　其中：

　　NP = 一次側(cè)匝數(shù)

　　NS =二次側(cè)匝數(shù)

　　VS =二次側(cè)或 LED 串電壓

　　VP =每個一次繞組兩端的電壓

　　要計(jì)算反向降壓的電流輸出設(shè)定值，其中每個變壓器驅(qū)動兩個 LED 串，首先必須認(rèn)識到交替半周期中每個變壓器中只有一個串在導(dǎo)電。這就是說，在睡眠期間維持 LED 導(dǎo)電而必須向?qū)щ姶峁┑碾娏鞅仨毷?LED 電流的兩倍。理想 LED 電流為 1A 的這種情況下，每半個周期向 LED 和濾波器電容提供的電流為 2A。

　　要計(jì)算降壓穩(wěn)壓器，設(shè)定電流值 (ISet) 如方程式 2 所示：

　　(方程式 2)

　　結(jié)論

　　正如您所見，確定變壓器要求是一件非常簡單的事情，同時使得 SIMPLE 驅(qū)動成為能夠滿足許多不同照明應(yīng)用的一種極為靈活的解決方案。如果您想要讓 SIMPLE 驅(qū)動成為您眾多 LED 照明應(yīng)用模塊方法的一部分，您需要考慮上游功率級，例如：半橋中的功率處理組件、反向降壓和 PFC 等，因?yàn)楸仨氄{(diào)整它們的大小來應(yīng)對您希望驅(qū)動器滿足的最高功率級。

　　參考文獻(xiàn)

　　如欲了解 SIMPLE 驅(qū)動多變壓器 (包括參考設(shè)計(jì))的更多詳情，敬請?jiān)L問www.ti.com/ucc28810-ca 查看 UCC28810 產(chǎn)品文件夾;或訪問www.ti.com/ucc28810evm003-ca 查看評估板。

　　如欲了解 TI 本文所提到的電源解決方案和其他電源解決方案的更多詳情，敬請?jiān)L問：www.ti.com/power-ca。

　　如欲咨詢問題并在 TI E2E 在線設(shè)計(jì)社區(qū)分享相關(guān)知識，敬請?jiān)L問： http://www.ti.com/e2e-ca。

　　作者簡介

　　James (Jim) Aliberti 現(xiàn)任 TI 電源控制產(chǎn)品營銷工程師，主要負(fù)責(zé)技術(shù)營銷。他畢業(yè)于溫特沃斯理工學(xué)院 (Wentworth Institute of Technology, Boston, MA)，獲BSET 和 ASET。Jim 曾任職于美國海軍，主要研究航空電子。閑暇時間里，Jim 喜歡和家人共享天倫之樂和打高爾夫。