LED驱动变压器设计计算公式LF-GOE100YA0920A电源设计计算书电源的主要特性及功能描述;输入电压范围AC90V~AC305V，额定输入电压范围AC100V~AC277V.输入电源工作频率47Hz~63Hz，额定输入频率50Hz~60Hz.输出功率112W，额定输出DC90V~DC120V@0.92A开路输出电压：小于135V，短路输入功率：小于15W.效率：90V ac input大于87%，220V ac input大于89%，277V ac input大于90%.输出纹波：在输入电压范围内，纹波电压小于1.2V，其它功能附详细的规格书.电源的相关参数设计计算如下：1.对于电源工作保险丝的选定Po(max)=126V*0.92A*1.05=121.716W（输出电压电流按照规格书的额定输出的上限计算）.Pin(max)=Po(max)/Eff=121.716W/0.80=152.145W（按照电源起动到PFC电压还没升起来的这段时间的效率并适当取低一点点进行计算，否则，频繁的开关机有可能会冲坏保险丝）.Iin rms(max)=Pin(max)/Vin(min)=152.145W/75V=2.029A（最小输入电压根据电源的最低起动电压计算，这款电源设定最低起机电压为75V，允许电源在最低起机电压下带额定负载起机）考虑到电路中PFC校正值并不是完整的1，需要除以0.99的功率因素，以及查相关的保险丝的图表所得，在最高工作环境温度65度时，需扣除0.8的过热等因素引起的加速熔断的折扣率，再除以安规要求的0.75的折扣率，即保险丝因选择：2.029A/0.99/0.8/0.75=3.416A.由于PFC+PWM两极架构的电源开机讯间的输入浪涌电流非常大，加热敏电阻后也能达到近80A，由此保险丝需选择大于3.416A的高分断能力的慢断型。
再考虑到这款LED电源是使用在室外的路灯上，需要承受较多且较大的雷击，按照规格要求是线对线打4KV，需选择耐4KV以上雷击的保险丝。
综合以上对此款产品的保险丝最小应选择AC300V5A慢断型保险丝。
2.桥堆的选定：依据前面的计算知道，电源的最大输入功率为152.145W，最大输入RMS电流是2.029A，（最低输入电压频繁开关机，输出带满负载工作，此时PFC电路还没开始工作）桥堆输出最低直流电压：DC(min)=AC75V*1.35=DC101.25V.（输入电压降额到AC75V，全波整流后的输出最大电压为输入的有效电压乘以根号2，但是随着输出带负载越大这个系数将会越低，这里取1.35，这个值不可以按照PFC上的输出电压进行计算，因为起机的时候PFC还没有开始工作，如果按照工作以后PFC上的电压进行计算，那当电源频繁的开关机动作的时候，桥堆将会被电流冲坏）。
输入功率除以桥堆后的输出DC电压就得到了桥堆的输出平均电流：152.145W/101.25V=1.5027A..一般二极管类的元器件，考虑工作峰值电流的冲击，热损耗及高环境温度下工作等因素，这里按照输出平均电流的三倍进行取值。
得：1.5027A*3=4.508A，由于5A的桥堆不常见，这里直接取6A的桥堆。
由上面的降额曲线可得出，桥堆本体温度在120度以内，整流后都能保证持续输出4.5A没有问题。
根据规格书的要求，输入最高有效值电压为AC305V，输出最大的直流电压为AC305V*1.414=427V。
根据上面图表可知，按照耐电压的要求，选用GBU606/GBU608/GBU610都是比较安全的。
3.PFC电路的设计.(选择CRM模式的BOOST电路做为PFC电路)输入90V ac‐305Vac，输出电压420V（根据规格书的要求，PFC在输入最高为277V ac时要求大于0.92，可定义PFC输出电压为比277V ac整流后大25V到35V，可保证PF值满足要求）.根据经验，PFC电感先选用RM10型号，下文将通过计算验证是否合理。
先根据输入的条件计算PFC电感量。
由于PFC电感量并不是非常严格的，只要保证电路的工作频率不进入到音频范围内就可以了。
计算方式如下：由公式可计算出PFC的电感量。
其中Vrms为输入有效值电压，Ton为开关管的导通时间，E为PFC电路的效率，Po为电源输出功率。
由公式可计算出PFC的关断时间，进而可计算出PFC的最小工作频率。
定义电感量为450uH,计算最低输入电压450uH=180^2*Ton*0.95/2*122Ton=3.567us.Toff=3.567us*180*1.414/(420-180*1.414)=5.476usT=Ton+Toff=3.567us+5.476us=9.43us Fs=106.04KHz.计算最高输入电压:450uH=277^2*Ton*0.95/2*122Ton=1.506usToff=1.506us*277*1.414/(420‐277*1.414)=20.827usT=Ton+Toff=1.506us+2.827us=22.333us Fs=44.78KHz.计算在最低AC90V输入电压:450uH=90^2*Ton*0.95/2*100Ton=11.70usToff=11.70us*90*1.414/(270‐90*1.414)=10.43usT=Ton+Toff=11.70+10.43=22.13us Fs=45.19KHz计算在低压段最高输入电压:450uH=175^2*Ton*0.95/2*100Ton=3.09usToff=3.09us*175*1.414/(270‐1.414*175)=33.91usT=Ton+Toff=3.09us+33.91us=37us Fs=27KHz.PFC输出电压按照两段式输出，即在输入有效值电压小于AC175V时，PFC输出电压设定为270V，在输入有效值电压大于AC175V时，PFC输出电压设定为420V。
根据以上计算的工作频率，取电感量为450uH，在AC90V‐AC277V范围内，PFC的工作频率均远超过20KHz的最高音频，最高工作频率在100多一点点KHz。
因此，PFC电感将不会发出人耳能听到的声音出来，也不会给传导辐射带来很大麻烦。
流过PFC电感及MOS管的峰值电流：由于选用的PFC电路是工作在临界模式的BOOST电路，流过PFC电感及MOS管的峰值电流为正弦波峰值电流的2倍，且在最低输入电压下达到最大：Ipk=2*√2*Po/Vin（rms min）*Eff=2*√2*121.716/90*0.90=4.25A.Po为输出最大功率Vin（rms min）为输入的最低有效电压Eff为PFC的效率PFC电感最少匝数：N=L*Ipk/Ae*△B=450uH*4.25A/98*0.30=65TS,因此，PFC电感的匝数最少必须大于65匝，才能保证磁感应强度控制在小于0.30特斯拉，保证变压器不会出现饱和现象。
（此PFC电感是按照输出功率100W，电压及电流均偏5%上限的极端情况设定的，如果能控制输出电压的精度，PFC电感的匝数还可以减小一点点），漆包线线径可根据实际的情况选择。
PFC MOS管的选定如下：根据上面计算得到Ipk=4.25A，由于这个工作频率非常高，可以等同于是直流，考虑到管子的热损耗及高环境温度下工作，同样选择三倍的余量得到4.25*3=12.75A.查询了一款12A的MOS管的规格书如下图：根据上图，12A的MOS管在本体温度升高到100度时，允许通过的电流降低到7.7A，根据左边的Derating温度降额曲线可知，管子的本体温度在125度时，允许通过的电流大约为5A，是大于计算得出的峰值电流4.25A的，因此这款PFC的MOS管选择是比较安全可靠的。
至于MOS管的耐压选择，这个和很多因素有关，包括PFC电感的漏感，PCB走线造成的干扰，输入电压，吸收电路以及允许的降额等级等等因素有关，需要充分考虑选择，此款暂时选择650V耐压的。
PFC升压二极管的选定如下：前面已经说过，一般二极管类的元器件，需按照输出平均电流的三倍进行取值。
PFC升压二极管输出的平均电流就等于后级电源的输入电流Io=Po/Vpfc*Eff=121.716/270*0.90=0.5A得出二极管的最少选用0.5A*3=1.5A.的平均电流，另外还需满足一个条件是二极管在本体温度达到120度时的平均电流值必须大于输出二极管的最大峰值电流，因为电路工作在高频状态，峰值电流重复持续的快速发生，把它降额等效为平均电流，PFC的升压二极管最大输出峰值电流就等于MOS管和PFC电感的最大峰值电流，也就等于4.25A。
查阅一款UF1006CT超快恢复二极管的特性曲线，可得出选用UF1006CT是安全可靠的。
从二极管温度降额曲线可以得出，管子温度达到120度是能在这款产品下正常工作的，但是当管子的温度达到130度，二极管输出电流降到了接近4A，是小于PFC电感最大峰值电流4.25A的，也就是说，这会存在管子被击穿损坏的风险。
按照BOOST拓扑的结构，二极管的最大反向耐压就是输出最大电压，这款电源设定的BOOST输出电压为420V，假定输出电压偏设定的上限公差并再留取10%的耐压余量，可得：二极管反向耐压选择为：420*1.05/0.9=490V,查询下表特性可知，选择UF1006CT超快恢复二极管是安全可靠的。
PFC输出电解电容的选型，这种电解电容一般有两种方式可以定义：a.按照PFC电路的输出保持时间；b.按照输出电压的纹波大小.这里选择按照输出电压的保持时间去计算使用输出电解电容的容量，一般定义保持时间为20ms，(解释一下为什么定义20ms，当输入工作电压在低压段，由于某些原因，线路在供电的过程中丢失了一个周期，也就是说60Hz供电的线路在某一个时间段内有最大16.67毫秒是没有供电的，一般的低压段线路的频率都是60Hz，50Hz只工作在高压段供电，供电电压不可能会跌落到低压段，也就是说低压段不可能存在50Hz的供电。
下面的计算是按照丢失一个周期计算的，如果要求能抵抗更长的供电丢失周期，需要折算成保持时间去定义电解电容的容量。
C=2Po*Thold/Vbus nor^2‐Vbus min^2=2*121.716W*20*10^‐3/270^2-（√2*AC80V）^2=243.432*20*10^‐3/72900‐12769=80.97uF（按照低压段计算，欠压关断电压定义为AC80V）一般电解电容的容量都是控制在±20%，计算得出来的80uF为下限电容，由于还有其它电源有PFC电压需要设定大于450V的，为了兼容，实际选用了100uF/500V的电解电容。