单级功率因数校正LED驱动电源设计

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支持TRIAC调光的单级功率因数校正LED驱动器IC(重点)

支持TRIAC调光的单级功率因数校正LED驱动器IC(重点)

7 V;双 电源 配置共模输 入电压范 围 0
2. ~6 V, 最 大 容 许 共 模 电 压 范 围 1 5
h t /www. n a . o . n tp: / 1 e rc m c i
1 支持T I C R A 调光的单级功率因数 中 ,共模 输 入 电压范 围可设 置在 2.
校正L D E 驱动器 m 重点 ) c(

6 V之 间 ,测 量 精 度 对 共 模 电 压 的 比 5
L n S t h PH ( 合设计隔离 值 非 常 稳 定 。输 出电压 值 与 被测 电流 i k wic — 适 式 电源 )T Ln S th P ( 合设计 值 成 正 比 例 ,可 直 接连 接 微 控 制器 的 N i k wi — L 适 c
采 用紧凑sOI - 封装的 高能 效 8 C
同步稳压器
是 同步脉 宽调 ̄J M) 关降压 稳压 lPW 开 (
非 隔离式 电源 ),两者都 可实现无闪烁 模 拟 输 入 。 主要 特性 :输 出 增 益可 选
0/ 仅 0) 5 V 仅 的单片TRI 调光 ,达到与 白炽灯类似 为2 V V ( TSC13 、2 V/ ( AC TSC 0 ) 、5 V V、1 0 V;最 大 电 13 0/ 0 V/
上桥臂电流感应放大器芯片
TSC1 3 ST上 桥 臂 电流 感 应 放 0是
MOS E F T、输入和输 出旁路 电容 器以及 以加 快产 品开发 。这些 器件 支持 4 ~ 0 大 器 系列 的 最新 产 品 ,可直 接 连接 高 补偿 电路 。由于 其架构 、精准 基准 电压 +l 5 2 ℃的 工 作 结 温 度 。
温度范 围内拥有 ±2 %的总DC 出误差 输

单级PFC室内LED驱动电源研究与设计

单级PFC室内LED驱动电源研究与设计

单级PFC室内LED驱动电源研究与设计单级PFC室内LED驱动电源研究与设计摘要:随着LED照明技术的快速发展,LED作为新一代照明光源已广泛应用于室内照明领域。

为了高效、稳定地驱动LED灯,研究和设计可靠的LED驱动电源至关重要。

本文针对室内LED照明应用,重点研究并设计了一种单级功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)的驱动电源。

1. 引言近年来,随着环境保护和能源危机的日益凸显,LED照明技术作为高效、节能的照明解决方案受到了越来越多的关注。

相比传统的白炽灯、荧光灯等,LED具有寿命长、节能环保、光效高等优势。

然而,要实现LED的高效工作,稳定可靠的驱动电源是必不可少的。

2. 单级PFC驱动电源的原理及特点传统的LED驱动电源多采用两级结构,包括整流和电流调节两个部分。

但是这种方案存在着效率低、功率因数低等问题。

而单级PFC驱动电源则可以解决这些问题,提高LED的工作效率和稳定性。

单级PFC驱动电源主要由整流电路、滤波电路、功率因数矫正电路、变压器和输出稳压电路等组成。

其中,整流电路将交流电转化为直流电,滤波电路使电源输出电流更加平稳,功率因数矫正电路通过对输入电流进行控制,实现功率因数校正。

而变压器则起到传递电能和隔离的作用,最后通过输出稳压电路输出适合LED工作的电压和电流。

3. 设计思路与方案为了满足室内LED照明的实际需求,本文采取了以下设计思路与方案:3.1 设计输入参数:根据LED的工作电压和电流要求,确定输入电压和电流的范围。

3.2 选择元器件:根据设计输入参数,选择合适的整流器、滤波电容、功率因数矫正电路等元器件。

3.3 搭建电路原型:按照设计方案,搭建起试验电路原型,进行实际测试和验证。

3.4 电路调试与优化:根据测试和验证结果,对驱动电源电路进行调试和优化,提高驱动电源的性能和稳定性。

4. 实验结果与分析通过实验测试和数据分析,本文得到了以下实验结果与分析: 4.1 输出稳定性:在满足LED工作要求的情况下,输出电压和电流稳定,能够确保LED的正常工作。

LED照明驱动电源中功率因数校正研究新进展

LED照明驱动电源中功率因数校正研究新进展
摘 要: 虽然 单 相 功 率 因数 校 正 ( P F C) 技术从上世 纪 8 0年 代 以 来 , 已经 经 历 了数 十年 的 发展 。 但 是 随 着新 的应 用
领 域 出现 , 单相 P F C 研 究依 然 面 临 着许 多挑 战 , L E D照明就是一个典型的例子。 L E D 照 明长 寿 命 、 高 可 靠性 、 可控 硅
衡 恒 定输 出负 载 和 瞬时 变化 的输入 功 率 , 需要 大 容 值 的储 能 电容 , 通 常 就是 电解 电容 。电解 电容 的 寿 命 对 温 度非 常 敏感 , 较 高 的工 作温 度将 加 速 内部 电
解 液 的蒸 发 。而 当 电解 液 的量 减少 到 一定 程 度 时 .
光 L E D 驱动 P F C 电路 等
关键词 : 电解电容 : 控制策略 ; 电路 拓 扑 ; 功 率 因数 ; L E D 照明
中图 分 类 号 : T M9 2 3 文献标志码 : A 文章 编 号 : 2 0 9 5 — 2 8 0 5 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 6 7 — 0 6
1 概 述
大 功率 L E D照 明 由 于具 有 环 保 、 长 寿命 、 发 光
2 消 除 电解 电容 的研 究
传 统 的功率 因数校 正技 术如 图 1所示 。为 了平
效率 高 、 显 色 指数 高 、 方 向性 好 、 结 构 牢 固等 优 点 ,
正 在 迅速 崛 起 和发 展, 成 为 实施 绿色 节 能 照 明工 程 中最具 有 前途 的第 四代 光 源【 l J 。 随着 低 频 谐 波 抑 制 的 电磁 兼 容 规 范标 准 在 国
源 中功 率 因 数校 正 问题 的研 究进 展 , 所 涉 及 内容 包

带功率因数校正的LED日光灯驱动电源

带功率因数校正的LED日光灯驱动电源
( 门 大 学 物 理 与机 电 工程 学 院 ,福 建 厦 门 3 1 0 ) 厦 6 0 5
摘 要 :文 中提 出 了一 种 带 功 率 因数 校 正 的 L D 日光 灯 驱 动 电源 , 电 源 具 有 电路 简单 、 靠 的 优 点 , E 该 可 实测 数 据 表 明 在 较 宽 电压 范 围 内 , 动 电 源 工作 稳 定 , 具 有 较 高 功 率 因数 . 驱 其
t e a v na e fsmp e e ib e n h a u e a a s o h ti d rv l g a g ,t e d ie p we a r h d a tg so i l ,r l l ,a d t e me s r d d t h w t a n a wi e o t e r n e h r o r c n wo k a a v
合 适 的 占空 比 d t可 由 图 ( ) 控制 电路 实现 。原 理 为 : ( ) 1中
整 流 后 的脉 动 正 弦 电压 波 形 作 为 输 入 电流 的 参 考 波 形 .引 入
式 ( ) 明 Q。 3表 的作 用 可 由数 值 为 d ti 的 受 控 电 流 源 () () 取 代 在 电 路 中 的 作 用 ; ( ) 明 Dl的 作 用 可 由数 值 为 d t 式 4表 () V() O£的受 控 电 压 源 取 代 D1在 电 路 中 的作 用 。从 而 得 到 图 2 ( ) os 升压 电路 的一 个 开 关 周 期 内 的 等 效 电 路 模 型 。进 b B ot
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LD E 9

led照明电源单级pfc高频变压器设计-超实用

led照明电源单级pfc高频变压器设计-超实用

五步搞定LED照明电源单级PFC高频变压器设计.由于LED照明电源要求:民用照明PF值必需大于0.7,商业照明必需大于0.9.对于10~70W的LED驱动电源,一般采用单级PFC来设计。

即节省空间又节约成本。

接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。

以一个60W的实例来进行讲解:输入条件:电压范围:176~265Vac50/60HzPF》0.95THD《25%效率ef〉0.87输出条件:输出电压:48V输出电流:1.28A第一步:选择ic和磁芯:Ic用士兰的SA7527,输出带准谐振,效率做到0.87应该没有问题。

按功率来选择磁芯,根据以下公式:Po=100*Fs*VePo:输出功率;100:常数;Fs:开关频率;Ve:磁芯体积。

在这里,Po=Vo*Io=48*1.28=61.44;工作频率选择:50000Hz;则:Ve=Po/(100*50000)=61.4/(100*50000)=12280mmmPQ3230的Ve值为:11970.00mmm,这里由于是调频方式工作。

完全可以满足需求。

可以代入公式去看看实际需要的工作频率为:51295Hz.第二步:计算初级电感量。

最小直流输入电压:VDmin=176*1.414=249V.最大直流输入电压:VDmax=265*1.414=375V.最大输入功率:Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W(设计变压器时稍微取得比总效率高一点)。

最大占空比的选择:宽电压一般选择小于0.5,窄电压一般选择在0.3左右。

考虑到MOS 管的耐压,一般不要选择大于0.5,220V供电时选择0.3比较合适。

在这里选择:Dmax=0.327.最大输入电流:Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39A最大输入峰值电流:Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55AMOS管最大峰值电流:Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A初级电感量:Lp=Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3=0.327*0.327*176/(2*0.39*50000)*1000=482.55uH取500uH.第三步:计算初级匝数NP:查磁芯资料,PQ3230的AL值为:5140nH/N^2,在设计反激变压器时,要留一定的气息。

一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正变换器LED驱动电路

一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正变换器LED驱动电路
Yan Tiesheng1 Li Minghong1 Zhou Guohua2 Tao Quanbao1 Cao Taiqiang1 (1. School of Electrical Engineering and Electronic Information Xihua University Chengdu 610039 C16 期
电工技术学报
TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY
DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.L80098
Vol.34 No. 16
Aug.
2019
一种一次侧控制的 Buck-Flyback 单级功率
Keywords:LED driving circuit, power factor correction, primary side control, Buck-Flyback, Flicker-free
四川省科技厅应用基础重点项目(2016JY0161),教育部春晖计划项目(Z2017081),国家自然科学基金项目(61771405),四川省教育 厅自然科学重点项目(17ZA0361),成都市科技惠民项目(2016-HM01-00503-SF,2016-HM01-00010-SF),西华大学自然科学重点基金 (Z1520906)和西华大学研究生创新基金(ycjj2018175)资助项目。 收稿日期 2018-06-22 改稿日期 2018-11-28
3356
电工技术学报
2019 年 8 月
0 引言
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一 种能将电能转化为光能的半导体元件,LED 与传统 照明相比,具有效率高、寿命长、节能环保等优点, 随着 LED 成本的降低和发光效率的提高,LED 正 在逐步替代传统光源成为市场上的主导产品[1-4]。考 虑到电网容易受到交流电源供电的电力电子装置所 产生谐波的污染,照明设备的输入电流谐波含量必 须遵守国际谐波标准 IEC 61000−3−2 的强制性规 定[5],因此功率因数校正(Power Factor Correction, PFC)是 LED 驱动电源必不可少的功能[6-9]。

反激式功率因数校正LED电源设计

反激式功率因数校正LED电源设计王琪;高田【摘要】为解决目前市场上的LED电源功率因数低、电流谐波大且工作效率低下、电源发热量大、易损坏的缺点,文中介绍了一种采用反激式拓扑的单级功率因数校正LED驱动电源.该电源在临界导通模式下实现了功率因数校正和对LED灯的恒流驱动,电路采用单级PFC结构简化了电路结构,采用零电压开关技术降低了开关管的开关损耗.文中对电路工作原理做了详细的说明,给出了临界导通模式下开关管导通时间、开关频率的计算公式以及影响功率因数的因素.实验结果表明,该电源功率因数大于0.96、效率大于0.9,可高效、可靠地驱动LED灯工作.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2012(032)008【总页数】5页(P665-668,673)【关键词】反激式拓扑;LED驱动;功率因数校正;临界导通模式【作者】王琪;高田【作者单位】西安工业大学电子信息工程学院,西安710032;西北工业大学电子信息学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】TP273+.4LED光源是照明产业的新兴产品,有“绿色照明”之称.在照明应用场合,LED在功耗和使用寿命方面的优势明显,符合国家“十二.五”规划中节能环保的要求,因此对LED照明及其驱动电源的研究很有意义[1-2].目前世界各国均投入大量的人力、物力和财力对这种新兴的半导体照明产品进行研究开发.2007年5月,由美国能源部负责组织,照明研究中心负责技术支持的LED灯具“能源之星”规范草案在美洲公开,该规范是第一部LED照明的性能参数标准,指明了LED照明的基本要求,规范要求商用产品的功率因数达到0.9[3].LED驱动电源的设计要求效率高、成本低、功率因数高,必须满足能源之星的要求,这为设计带来挑战.传统的LED驱动电源虽然可以实现LED亮度调节,但是不能实现功率因数校正,电流谐波比较大.为了使LED驱动电源的输入电流谐波满足要求,必须进行功率因数校正.单级PFC变换器的控制电路使用一个开关管,同时实现对输入电流的整形和对输出电压的调节,能在满足谐波标准的同时能够实现低成本、高性能,目前市场上对单级PFC的需求也越来越紧迫,单级PFC成为研究的热点[4-11].文中采取单级PFC方案,在临界导通工作模式通过“准零电压导通”技术对LED灯串进行恒流驱动,所用器件少,损耗低,提高了驱动器的功率因数和效率,降低了成本,具有很好的应用前景.1 LED电源拓扑结构LED电路原理如图1所示,电路采取反激式结构,工作于临界导通工作模式.变压器T1的辅助绕组可以为控制芯片U1和其他相关电路供电,还可利用该绕组实现对原边绕组的电流过零检测,当该绕组检测到电流过零,变压器去磁结束,该信号通过电阻R4送入U1的Idet引脚(零电流检测引脚)通过控制器U1控制开关管Q1导通.通过调整R4的阻值可优化电路的工作条件,使开关管在漏源之间电压最低时导通,实现“准零电压导通”的工作模式,使开关管开通损耗最小,从而提高电路的效率.开关管源漏级之间并联电容C3,在磁化阶段,开关管导通,开关管漏源电压为零,C3两端电压也为零,能量存储在原边电感中.当磁化结束,开关管关断,能量开始向副边传递,开关管电流迅速减至零,C3被充电,电压上升,开关管漏源电压由0上升到ni+n(u0+uf)(ui为加到原边绕组的电压,u0为输出电压,uf是输出二极管D4正向压降,n为变压器的匝比,n(u0+uf)为副边绕组反射电压),由于C3端电压不能突变,因此开关管在关断过程中漏源电压接近零,从而实现“零电压关断”.实际设计中C3的容量选取较大,可避免开关管在关断过程中产生较大的du/dt,减少电磁干扰.图中U3,U4为运算放大器,其中采样电阻Rs2采样LED上的电流送入误差放大器U3形成闭环控制对LED输出电流进行恒流控制.R6,R7构成的分压网络对LED的电压进行采样送入误差放大器U4对LED输出电压进行恒压控制.上述两路信号经D5相“与”后通过光耦送入控制芯片L6562的误差放大器中乘法器,并与MOS管和电感L1的电流采样信号相比较,产生的PWM脉冲用于控制MOS 管Q1的开关,实现对负载电流和输入电流的控制,完成LED实现对LED的恒流限压控制和输入功率因数的校正.图1 电路原理图Fig.1 Circuit Diagram2 工作原理分析设输入线电压是理想正弦波,整流桥是理想整流桥,那么经过整流桥后的输入电压可表示为式中:Vpk为线电压峰值;fL为线电压频率.通过调整控制电路中R5、R11和C4的参数,使得控制环路的带宽低于线电压频率,那么可以认为在半个工频周期内控制器U1的误差放大器输出(EA-out)是恒定的,此时变压器原边峰值电流与整流后的线电压成正比,原边峰值电流也是正弦曲线[9-10],可表示为假设变压器的匝比为n,效率为1并且绕组紧密耦合,那么变压器副边峰值电流为开关管Q1的开通时间可表示为式中:Lp为变压器原边电感量,通过上式可以看出在一定的输入电压和负载条件下,开关管的开通时间是固定的.开关管Q1的关断时间为式中:Ls为变压器副边电感量;vo为变换器的输出电压;vf为输出二极管D4正向压降.由于电路工作于临界导通工作模式,因此开关管的开关周期是其开通时间和关断时间之和,即那么,占空比为开关频率为T的倒数可以看出,开关频率是随着输入电压变化的,当式(7)中|sin(2πfLt)|=0时,即线电压的过零点附近,得到最大开关频率为当式(7)中|sin(2πfLt)|=1时,即线电压的峰值处,得到最小开关频率为在高输入电压和轻载的工作场合,由式(4)可知开关管的导通时间变得很小,而变换器的最低开关导通时间受到控制器U1和开关管的关断延时影响,当开关导通时间达到最小值时,临界导通工作模式结合不再被保持,在每个工作周期内流入变换器的能量大于负载所需,控制器U1通过控制环路延时开关导通,跳过若干开关周期,使得变换器的输入输出能量平衡.电路工作在临界导通模式下,其原边电流在开关管开通期间的工作波形是三角波,原边平均电流值是峰值电流的一半,因此变换器输入电流经整流桥整流后的平均电流值为式中:k=为输入峰值电压和副边反射电压的比值,从可以看出:k越小,iin(t)越接近理想的正弦波,功率因数接近1.当k=0时,iin(t)=ipk/2|sin(2πfLt)|是理想的正弦波,功率因数为1.因此理论上该反激式拓扑结构能实现较高的功率因数.3 试验及结果分析电路变压器原副边匝比n=5;原边电感量180 uH;误差放大器补偿参数:C7=1uF,C8=2.2uF;输出电容C6=2200uF.输入电压:AC 90V~270 V,输出电流5A,额定输出功率150W.图2是输出为150W时测得的输入电流波形,图2(a)为输入为90V时的输入电流波形,图2(b)为输入为220V时的输入电流波形,图2(c)为输入为270V时的输入电流波形.可以看出在90~270V的输入电压范围内,输入电流接近标准的正弦波,实测功率因数达0.977.图2 输入电流波形Fig.2 Waveform of input current实测的功率因数曲线如图3所示,由图3可知,随着输入电压的增加,功率因数有所下降,但数值大于0.96,这与文中由式(10)所得结论一致,输入电压越低,式(10)中的系数k越小,功率因数越接近于1.图4是实测的整机效率的曲线,可以看出,在整个输入电压范围内,满载输出时效率超过90%,电路工作效率较高.图3 输入电压与功率因数关系曲线Fig.3 Curve of input voltage with power factor图4 输入电压与效率关系曲线Fig.4 Curve of input voltage with efficiency4 结论文中介绍的单级反激式功率因数校正LED驱动电源,功率因数大于0.96,在全电压范围内可以满足有关电磁兼容和电流谐波分量的技术要求.电路工作于“准零电压导通”的方式下,使得功率开关管的导通损耗比较小,电路的发热量降低,减小了对LED灯头的损害,也有利于减少散热器的体积.电路工作于临界导通模式下,与连续模式相比较具有电感尺寸小的优点,与断续导通模式相比具有电流峰值小的优点.【相关文献】[1]窦林平.国内LED照明应用探讨[J].照明工程学报,2011,22(6):51.DOU Lin-ping.Discussion on LED Lighting Application in China[J].China Illuminating Engineering Journal,2011,22(6):51.(in Chinese)[2]YE Zhong-ming,FRED Greenfeld,LIANG Zhi-xiang.A Topology Study of Single Phase Offline ac/dc Converters for High Brightness White LED Lighting with Power Factor Preregulation and Brightness Dimmable[C]//34th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society,Florida:IEEE,2008:1961.[3]许化民,阮新波,严仰光.单级功率因数校正AC/DC变换器的综述[J].电力电子技术,2001,35(2):56.XU Hua-min,RUAN Xin-bo,YAN Yang-guang.A Summary of Single Stage Power Factor Correction AC/DC Converter[J].Power Electronics,2001,35(2):56.[4]JIRASEREEAMORNKUL K,KAZIMERCZUK M K,BOONYAROONATE I,et al.Single Stage Electronic Ballast with Class-E Rectifier As Power-Factor Corrector[J].IEEE Transactions on Circuits and System-I,2006,53(1):139.[5]CHERN T L,LIU L H,YEH S H,et al.Single Stage Flyback Converter for LED Driver with Inductor Voltage Detection Power Factor Correction[C]//20105th IEEE Conference on Industrial Electronics and Application,Taiwan:IEEE,2010:2082.[6]HAO Ma,YUE Ji,YE Xu.Design and Analysis of Single Stage Power Factor Correction Converter with a Feedback Winding[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2010,25(1):1460.[7]PAPANIKOLAOU N P,RIKOS E J,TATAKIS E C.Novel Technique for Power Factor Correction in Flyback Converters,2001,148:177.[8]沈霞,李红伟,许瑾.基于无光耦反激变换器的LED驱动电源设计[J].电测与仪表,2012,49(559):97.SHEN Xia,LI Hongϑwei,XU Jin.Design of LED Driver Power Supply Based on Flyback Converter without Photocoupler[J].Electrical Measurement &Instrumentation,2012,49(559):97.(in Chinese)[9]金飞跃,付贤松,牛萍娟,等.大功率LED路灯电源系统中PFC模块的设计与实现[J].天津工业大学学报,2012,31(3):56.JIN Fei-yue,FU Xian-song,NIU Ping-juan,etal.Design and Implementation of Power Factor Control Module in High Power LED Street Lamp Power Supply System [J].Journal of Tianjin Polyechnic University,2012,31(3):56.(in Chinese)[10]宋香荣,舒杰,吴启保.双环控制LED驱动电源设计[J].电源设计,2011,35(11):1418.SONG Xiang-rong,SHU Jie,WU Qi-bao.LED Power Drive Based on a Double-ring Switch Control[J].Chinese Journal of Power Sources,2011,35(11):1418.(in Chinese)[11]江磊,蒋晓波,陈郁阳,等.一种用于LED路灯的高效率电源驱动器设计[J].照明工程学报,2009,20(4):54.JIANG Lei,JIANG Xiao-bo,CHEN Yu-yang,et al.A High Efficiency Power Supply Designed for LED Street Lights[J].China Illuminating Engineering Journal,2009,20(4):54.(in Chinese)。

4.5W功率因数校正LED驱动电路


2011年6月8日
෹ഺ
1 2 3 4 简介 ............................................................................................................................4 电源规格 .....................................................................................................................7 电路原理图 .................................................................................................................8 电路描述 .....................................................................................................................9 4.1 输入EMI滤波........................................................................................................9 4.2 使用LinkSwitch-PL的降压-升压拓扑结构 .............................................................9 4.3 输出反馈 ..............................................................

反激式LED驱动设计中是如何校正功率因数的

反激式LED驱动设计中是如何校正功率因数的?【导读】LED凭借着它使用寿命长、功效出色以及环保特性,得到广泛的应用。

但是也使得LED照明的要求更高,为了达到高要求的照明要求,通常会用一个集成PFC的单级反激式转换器,和各种反激式拓扑电路。

简化了电路,也降低了成本,那么到底它们是如何来校正功率因素的呢?且看下文。

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(<25 W) LED照明应用中使用一个集成PFC的单级反激式转换器。

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。

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[1]。

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。

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:为次级二极管导通时变压器初级端的反射电压。

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。

LED驱动电路中的功率因数校正技术


● -


。 、 , 、 |

(a)整 流 滤 波 电路
\ \





(b)输 出 电 压 及 电 流 的 波 形
争= =争㈤ =K 【2)
式 中,f, 为有效 输入 电压; ,为入 电压和 电流 基波相 位之 差 。 K  ̄COS@为相 位偏 移 系数 。 K『F,。/,为波形扭 变 系数 。 虬 和 K 相乘 即得 功率 因数 。
Keywords:LED power supply;power factor correcti0nfPFC);waVe shape
中图分 类号 :TM46 文献 标 识码 :A 文章 编 号 021 9-271 3(201 6)04-041-005
引言
在 节能 减 排 的社会 背 景下 ,LED在 通用 照 明行 业 中使用 越来越 普遍 。怎样控 制输 入 电流 的谐 波含 量 ,降低 噪声 干扰 ,提升 LED驱动 器 的值 ,正 因如此 保 证工频 市 电供 电品质显 得 至关重要 。提高 LED驱
从 式 (2)几『以看 出 ,当且仅 ,和 的系 数 都 为 1时 ,PF才 等 丁 1,也 就 是相 位角 为 0的 时候 。 THD另 一方 面 ,f总谐 波 失真1是 用来 表 示 相对 于 标 准 正 弦波 的波 形 失 真度 ,是 电子器 件 的 非线 性 电路 造成 这一 失真 引入 THD指标 后 ,功率 数 的表 达 式 义 可 以 写 成
=— ÷L
(1)
式 中。P 为 基波做 功 功率; S为 输 入功率 。 若输 入 电 是 标 准正 弦 波 的话 ,就 代 表 上式 的
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单级功率因数校正LED驱动电源设计
在能源危机和气候变暖问题越来越严重的今天,节能与环保已成为社会焦点议题。

LED 因其高效、节能、环保、寿命长、色彩丰富、体积小、耐闪烁、可靠性高、调控方便等诸多优点等特点受到人们的广泛关注,被认为是21 世纪最有前途的照明光源。

传统的白炽灯效率低、耗电高;荧光灯省电,但使用寿命短、易碎,废弃物存在汞污染;高强度气体放电灯存在效率低、耗电高、寿命短、电磁辐射危害等缺点;若能以LED 照明取代目前的低效率、高耗能的传统照明,无疑能缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题。

由于LED 自身的伏安特性及温度特性,使得LED 对电流的敏感度要高于对电压的敏感度,故不能由传统的电源直接给LED 供电。

因此,要用LED 作照明光源首先就要解决电源驱动的问题。

传统的LED 驱动电源虽然可以实现LED 亮度调节,但是不能实现功率因数校正,输入功率因数比较低,谐波比较大。

为了使LED 驱动电源的输入电流谐波满足要求,必须加功率因数校正。

本文介绍一种单级PFC 反激式LED 电源,该电源所用器件少,损耗低,具有较高的的功率因数和效率。

1 电路原理分析
FAN7527B 是飞兆半导体公司推出的有源功率因数校正控制芯片。

该芯片内部乘法器电路的优异性能,可以用于宽交流市电输入电压范围的应用场合(85~265VAC)。

并使所构成电路的THD 值很小,从而获得良好的有源功率因数校正控制功能。

它的启动工作电流只有几十微安,利用它的零电流检测FAN7527B 的5 脚可以实现电路的关断控制功能。

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