1.2 LCC 參數的選擇
下面我們分析LCC 參數的計算方法,通過開關管S2和S3互補導通,使得LCC 諧振電路輸入為交流,工作狀態如圖2 所示。
圖2 LCC等效電路
根據其工作狀態可得到LCC 等效電路,其中C=2 C1=2 C2,LED 用其等效模型代替。
Von為串聯開啟電壓23.5V,Re為串聯等效電阻7Ω。當輸出電壓Vo絕對值小于開啟電壓Von時,io=0,相當于空載情況,輸入輸出傳遞函數為:
當輸出電壓Vo絕對值大于開啟電壓Von時,負載等效為Ro,輸入輸出傳遞函數為:
根據負載特性,當|Vo| 《Von時,應盡快使得|Vo|上升至Von,以使得LED盡快點亮。從而可使得式(12)的諧振頻率等于S2的開關頻率fs=45kHz即:
當輸出電壓Vo絕對值大于開啟電壓Von時,同時希望Vo變化速度變慢使得LED持續導通,輸入輸出傳遞函數的增益也有所要求,增益值必須足夠高使得輸出電壓可達到LED最高承受電壓值。即:
式中:Vomax為輸出電壓的峰值,Vimax為|Vcc/2|的最大值。結合式(10)~(12)可得在滿足式(13)等式條件下,根據式S95H的限制條件,可選擇電感L2應小于0.45mH.
我們的設計目標為輸出功率20W,輸出最高峰值電壓不超過34V.每串LED負載開啟電壓為 23.5V,等效內阻為7Ω,流過最大峰值電流不超過1.5A.因此,選擇電感r6值分別為50、100、150、200uH得到圖3的仿真波形,根據增益和諧振頻率限制條件,取L2=100uH,再由式(12)可得C2=133nF.
圖3 帶負載情況下帶輸入-輸出傳遞函數Bode圖
通過以上的理論分析,我們對圖1中沒有PFC校正電路和有PFC校正電路進行了仿真分析,如圖4和圖5所示。通過仿真分析可知,圖1的拓撲電路結構和參數的選擇是可行的。
圖4 無PFC的輸入交流電壓和交流電流仿真波形
圖5 有PFC的輸入交流電壓和交流電流仿真波形