PFC在反激照明驱动中的工作原理

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。