双输出单级PFC变换器驱动高亮LED的方法

　　其中Ipkp_A为A 路输入电流的最大峰值。A 路主开关导通时间为：

　　其中，LP是原边电感值。A 路副边开关导通时间为：

　　其中，LS是副边电感值； ISP（ θ） 是副边电流峰值，它也是正弦函数； NA为原边和副边的匝数比； Vf是副边二极管导通压降。

　　A 路输入电流瞬时值为：

　　要保证A 路工作于断续模式，需满足式（ 1） ，将式（ 4） ，（ 5） 代入，可得临界电感：

　　A 路输入的平均功率可表示为：

　　若Lp固定，A 路原边开关电流的最大峰值为：

　　同理，B 路原边峰值电流的最大峰值为：

　　若变换器无能量损耗，则A 路，B 路最大输出功率为：

　　如果两路输出电压相等，根据式（ 11） 、（ 12） ，那么A路，B 路最大输出功率与A 路复用占空比DA的关系如图4 所示：

　　图4 A、B 路最大输出功率与DA的关系图。

　　由图4 可知，如果两路所需功率不同，比如PA /PB = 2，DA选择0. 586 可使在满足两路输出功率的前提下最大提升变换器输出的总功率，此时电感电流处于临界导电模式。所以根据每一路的最大需求功率分配复用时间，可以提高电感的利用率。

4 仿真和实验结果

　　为了验证双路输出单级反激PFC 变换器的可行性，根据图2 所示的独立调节双输出反激变换器以及控制实现要求，选用表1 的电路参数进行仿真，并制作了样机。为了简化设计，设定变压器原边与副边绕组的匝比为36∶ 9∶ 9，选择时分复用信号的复用时间比TA ∶ TB = 1∶ 1，如表1 所示。

　　表1 PWM 控制双输出单级反激PFC 变换器电路参数。

　　图5 为变换器输入电压Vin与输入电流Iin及主开关的开关电流IQ1的仿真波形，从图可以看出输入电流很好地跟踪了输入电压。图6 为时分复用信号TMS、驱动信号Vs1、两路辅助开关电流iQ2，iQ3的实验波形，图7 为变换器输入电压Vin与输入电流Iin及流经主开关的电流iQ1的实验波形，可以看出输入电流能够很好地跟随输入电压变化，验证了仿真的结果，实测PF 值为0. 967; 图8 为输出电流Ioa、Iob的实验波形，可以看出，A 路输出平均电流Ioa，rms为347mA，纹波Ioa，p-p为32mA，B 路输出平均电流Iob，rms为173mA，纹波Iob，p-p为32mA，实现了双路恒流输出。图9 所示为样机正常工作时的实物图。

　　图5 输入电压、电流及主开关电流的仿真波形。

　　图6 各路开关电流及时分复用信号实验波形。

　　图7 输入电流、电压及主开关电流实验波形。

　　图8 两路输出电流实验波形。