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在中小功率的LED驱动领域,单级PFC反激式变换器因结构简单,成本低廉而得到了广泛的应用。然而,由于这种结构通常采用固定开通时间的方式来实现PFC功能,频率变化范围较大,特别是在轻载时频率很高,效率低下。同时,反激式拓扑使用的变压器原边和副边线圈的漏感都较大,变压器损耗严重。因此研究单级PFC反激式LED驱动的效率问题显得尤为重要。本文设计了一款基于准谐振技术的单级PFC反激式LED驱动芯片,并且同时设计了此类LED驱动常用的临界控制模式结构以便于两者的对比。芯片外围采用了原边反馈方式,内部主要包括谷底检测模块、次级电感电流过零检测模块、输出电流预处理模块、误差放大器模块、栅驱动模块以及欠压过压等各种保护模块。为降低芯片本身的功耗,在保证可靠性的前提下,设计的子模块大部分都采用了低功耗设计,如减小误差放大器的静态功耗、合理设计过零检测电路的放电电量、减小栅驱动电路的动态损耗等。由于要同时实现恒流、PFC以及准谐振功能,而它们相互关联,因此电路在各个性能之间需要进行折衷处理。本文分析了开关电源中损耗的主要来源,以及现今一些常用的提高效率的方法,并对比了单级PFC与两级PFC的优缺点。根据设计目标要求,完成了整体电路的结构设计及效率的理论分析,设计并仿真了部分子模块。基于TSMC0.5μm BCD工艺对芯片进行了整体仿真,在输入电压85265VAC范围内,输出负载为12×1W情况时,准谐振模式下LED驱动的平均效率为93.04%,临界模式下LED驱动的平均效率为87.95%,由此可见,采用准谐振技术可以有效提高单级PFC反激式LED驱动的效率。论文还对基于准谐振技术的LED驱动在不同负载时的效率和PF进行了仿真,得到了在设计的全电压和全负载范围内,LED驱动的平均效率为92.5%,PF均超过0.9,从而验证了准谐振技术在单级PFC LED驱动电路中的实用性。