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反激式LED驱动中的PFC原理

上网日期: 2014年05月27日 ?? 作者: Roy Mi ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:LED驱动? 功率因数? PFC?

作为一种固态光源,发光二级管(LED)具备使用寿命长、功效出色以及环保特性,因此得到了广泛应用。目前,LED正在取代现有的照明光源,如白炽灯、荧光灯和HID灯等。若要点亮LED,需要用恒定电流进行操作,而且必须具有高功率因数。除了适用于固态照明的最新EnergyStar指令要求功率超过3 W的照明光源具有大于0.9的功率因数,镇流器输入线路电流谐波还需要满足IEC61000-3-2 C类规范的要求。

为了达到这些LED照明应用要求,通常会在低功率(反激式转换器。此外,在各种反激式拓扑电路中,初级端调节(PSR)反激式电路是最为经济高效的解决方案。通过使用具有初级端调节(PSR)的单级拓扑,LED照明电路板无需输入电解电容和反馈电路,可用极少的外部元件来完成,从而将成本降至最低。图1所示为单级PSR反激式LED驱动器电路。

反激式LED驱动中的PFC原理(电子工程专辑)
图1:具有高功率因数的单级PSR反激式LED驱动器

对于初级端调节,通常优先使用非连续导通工作模式(DCM),因为它能提供极为精确的输出调节。为了实现高功率因数和低总谐波失真(THD),通常会在开关频率固定的DCM反激式转换器中采用恒定导通时间控制。图2所示为初级端开关电流、次级端二极管电流和MOSFET开关栅极信号的典型理论波形。

反激式LED驱动中的PFC原理(电子工程专辑)
图2:DCM反激式PFC转换器的时序和输入电流

在导通时间恒定的条件下,平均输入电流如下式所示:


此处,D为转换器的开关占空比,为反激变压器的初级绕组电感。上式表明输入电流波形始终跟随输入电压。因此,转换器实现单位功率因数。

然后,可通过下式计算RMS输入电流:


为输入交流电压达到最大值时MOSFET的关断瞬态电感电流。

为了保持DCM工作模式,最大占空比D必须满足:


为次级二极管导通时变压器初级端的反射电压。


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