高效率DC/DC恒流电源LED驱动创新设计方案

　　3.3 n ， Lm 的选择

　　为使开关频率的范围缩窄， 实际变压器绕组匝比应小于期望的变压器绕组匝比，n《Nnor.n 减小，半载时的工作频率降低，但同时满载的工作频率增高，工作点偏离谐振点较远，电路工作在更连续的状态。在谐振电流还很大时，MOSFET 被强行关断；二极管关断时流过它的整流电流也很大。这样MOSFET 和整流管的开关损耗会增大， 在大电流场合更加明显。所以n 不宜取值过小。

　　从减小开关管导通损耗的角度考虑， 变压器Lm 的值越大，初级电流有效值越小，开关管的导通损耗也越小，故希望Lm 越大越好。但Lr 一定时，Lm 越大则m 越大，增益曲线的斜率变小。为保证所需的Uo 使变换器的工作频率范围变宽，会影响Uo 降到一半时的效率。所以，在保证一定的开关频率范围的前提下，Lm 越大越好。

　　上述所有参数的设计需要综合考虑多方面因素，根据设计目标进行合理的取舍，针对具体应用场合找到最佳设计参数。

　　4 实验结果

　　根据上述理论分析，设计了一台恒流宽范围输出LLC 变换器样机，并进行了效率优化。指标要求为：Uin=400 V，输出电流Io=0.7 A，Uo=200~100 V.

　　主开关管选用FDP12N50， 次级整流二极管选用SF1005G.Nnor 需按输出电压最大值设计：Nnor=Uin /（2Uomax）=1.

　　实际变压器初次级匝比n《Nnor.采用多套不同实验参数进行效率优化后，得最佳参数： fr=60 kHz，n=0.85，Lm=800 μH，m=3.75，Cr=33 nF，Lr=213 μH，fs=84~150 kHz.变换器在满载（Uo=200 V）和半载（Uo=100 V）时开关管两端电压波形uds、开关管驱动波形ug 和谐振电流iLr 波形如图4 所示。

　　图4 开关管ug，uds 及iLr 波形

　　测得样机的效率曲线如图5 所示。可见，fs 变化范围选择在80~150 kHz，f1 选在60 kHz 较为合理。样机效率较高，整机效率达到95.5%~97.2%.

　　图5 半桥LLC 的效率曲线

　　5 结论

　　介绍了恒流宽范围输出LLC 谐振变流器的设计方法，指出其与传统恒压LLC 设计上的不同考虑，分析了各设计参数的影响。对于宽范围输出的LLC，工作区间应设计在开关频率高于谐振频率，直流增益小于1 的区域。实验证明，在整个负载变化范围内效率均高于95.5%.该设计方法较适合于小电流输出场合，样机输出电流为0.7 A.若是大电流输出，工作在连续状态下的LLC 开关管导通损耗、二极管关断损耗影响明显，效率会下降。