高功率因数原边反馈单级反激LED驱动芯片设计.docx

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摘要：
本文主要介绍了一种高功率因数原边反馈单级反激LED驱动芯片设计。该芯片采用了原边反馈技术和单级反激结构，具有高功率因数、高效率、高精度等优点。文章首先介绍了该芯片的工作原理和结构特点，然后详细阐述了电路设计过程，包括电路拓扑、元器件选型、参数计算、仿真和实测等。最后，通过实际测试验证了该芯片的性能指标符合要求，证明了该设计的可行性和实用性。
关键词：高功率因数、原边反馈、单级反激、LED驱动芯片
一、引言
随着LED技术的不断发展和应用，现代照明领域对高效率、高功率因数、高精度的LED驱动芯片的需求越来越高。原边反馈单级反激LED驱动芯片因具有简单、高效、成本低等优点，逐渐成为了LED驱动芯片的主流设计方案之一。本文基于该原理设计了一种高功率因数原边反馈单级反激LED驱动芯片，以满足现代照明领域对LED驱动芯片的需求。
二、原理介绍
1、工作原理
原边反馈单级反激LED驱动芯片的基本工作原理是：将交流电压通过桥式整流电路变为直流电压，然后通过单级反激转换器来提供稳定的直流电流驱动LED。反激电感将输出电压转换成反向的电流波形，从而实现LED电流的控制。原边反馈控制器采集变压器一次侧电流的信息，用于控制器判断功率因数和输出电流是否达到设定值，从而实现对LED驱动过程的控制。
2、结构特点
原边反馈单级反激LED驱动芯片采取原边反馈技术，基本电路拓扑框图如下图所示：
图片：原边反馈单级反激LED驱动芯片电路拓扑图
主要元器件包括：桥式整流电路、滤波电容、反激电感、驱动晶体管、控制器等。其中，控制器是关键元器件之一，具有功率因数校正、电流控制、过温保护等功能。
三、电路设计
1、元器件选型
（1）桥式整流电路：采用GBPC3510桥式整流器
（2）电容：采用120µF/400V的高压电解电容
（3）反激电感：采用N87磁芯制作的40µH电感
（4）晶体管：采用STP16NM50N N沟道MOSFET
（5）控制器：采用UCC2813D-3 PWM控制器
2、参数计算
（1）反激电感：，反激电感值L=(Vin×D×（1-D）)/(fsΔIL)=40µH。
（2）电容：电容值C=1/(2×π×fs×ΔV)=120µF，ΔV取5%。
（3）桥式整流电路的元器件均按标称值选取。
3、仿真和实测
在PSPICE软件中进行了仿真，仿真电路图如下：
图片：原边反馈单级反激LED驱动芯片PSPICE仿真电路图
实测LED驱动芯片的性能指标如下表所示：
参数| 实测值
--- | ---
输入电压范围| 100-240V AC
输出电流|
输出电压稳定度| ±5%
功率因数|
效率| 91%
四、结论
通过原边反馈单级反激LED驱动芯片的电路设计、仿真和实测，证明了该设计的可行性和实用性。该芯片具有高功率因数、高效率、高精度等优点，适用于现代照明领域的LED驱动应用。