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PFC在反激照明驱动中的工作原理

放大字体 缩小字体 发布日期:2015-08-04 18:09:57   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:193

随着照明技术的发展,LED走进了人们的生活,由于其节能环保、使用寿命长,很快获得了稳固的市场地位。但是如果要点亮LED,就需要恒定电流以及高功率因数。所以在LED的设计中,需要集成PFC单级反激式转换器。PFC为功率因数校正的缩写,是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值,它反应了电路当中电力被有效利用的程度。但是对一些LED新手来说,PFC方面的知识却是没有接触过的,本篇文章就介绍了反激式LED中的PFC原理,希望对各位有所帮助。   在反激拓扑结构当中,PSR(初级端调节)是一种最为快捷高效的电路设计,它通过使用具有初级端调节(PSR)的单级拓扑来实现。在图1中我们给出了高功率因数的单级PSR反激式LED驱动的原理图。   为了确保反激式转换器在DCM模式下以单位功率因数工作,并具备低THD性能,通常使用匝数比相对较小的变压器。这类反激式变压器会导致较小的开关占空比,使流过MOSFET开关和变压器的峰值以及RMS电流变大,从而造成更多功耗损失。由于峰值开关电流较高,因此需要用到相对较大的EMI滤波器。   具有临界导通工作模式(BCM)的反激式转换器具有零电压导通特性,可最大程度降低开关损耗,因此常用作单级PFC转换器。与DCM工作模式不同,BCM反激式方法由恒定导通时间和可变开关频率控制。这里PFC的BCM反激式方法适用于需要相对较高PF,但总体谐波失真(THD)并不低于10%的很多应用。下面的图3显示了其初级端开关电流、次级端二极管电流和MOSFET栅极开关信号的理论波形。   在开关的关断期间,开关上的最大电压等于峰值输入电压加上反射电压VR。因此,由于MOSFET开关的额定电压限制,RVR的可能值范围仅为1(美国标准输入电压)和2~3(欧洲标准输入电压)。对于采用通用输入电压的照明应用而言,为了达到相对较低的THD,必须使用800 V甚至1000 V MOSFET,以使RVR比率尽可能低。它的开关频率也有可能变得非常高,尤其是在高输入交流电压的LED调光应用中。   综合分析之后,我们可得出以下结论:   1.用于MOSFET峰值漏极电流的输入电压无需作为参考。如果导通时间在半周期间是恒定的,则峰值漏极电流将会随着输入电压的变化而变化。   2. 输入电流波形不理想的主要原因是可变频率,更确切地说是可变占空比。在漏极电流波形相同的情况下,如果占空比在半周期间保持恒定,则输入电流将会是正弦曲线。   反激式电路是目前比较经济且高效的一种电路。它不需要电路进行电解电容的输入和反馈电路的设定,并且只需要较少的外部元件,降低了整体成本,所以才会成为目前照明电路设计的主流。
 

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