比較LED照明應用的臨界導通模式和斷續(xù)模式PFC設計

LED 照明應用工程師必須不斷了解功率因數(shù)(PF)、總體諧波失真(THD)和效率的不斷變化的法規(guī)要求。如今，在額定線路電壓下當設計 > 5W 時，監(jiān)管機構針對該設計一般要求 PFC >0.9。但趨勢是，監(jiān)管機構不斷將 PFC 的要求降低至越來越低的功率級。

THD 要求也正出現(xiàn)類似的變動?，F(xiàn)在，監(jiān)管機構對于 > 25W 的應用要求 25% THD。但我們已開始看到，全球的機構在許多應用中將該要求降低至 10%。雖然目前沒有針對燈泡應用的特殊 THD 要求，但似乎很明顯，設計師期待在不久的將來會出現(xiàn)此類要求。考慮到這些趨勢，如今構建 LED 照明應用的設計師需要在盡可能寬的工作電壓下實現(xiàn)盡可能高的 PF 和盡可能低的 THD，這點似乎很明顯。

在功率方面，監(jiān)管機構針對 20W 的功率級制定了一些標準。該電壓的不可調光電源需要至少達到整個額定線路電壓 85% 的效率。監(jiān)管機構使用調相調光功能降低照明應用的該要求，因為調光電路需要以固定損耗運行的外部元件。但是，法規(guī)要求再次清楚地朝向更高的效率發(fā)展。

大多數(shù)照明應用的 AC 輸入和隔離電源設計使用反激式電路，以滿足 PFC 要求。該單級反激式 PFC 解決方案通常包含采用恒定導通時間、可變關斷時間運行的臨界導通模式(CrCM) 控制 IC。本方法在輸出處提供卓越的恒流或恒壓調節(jié)。但其最初用于促進 PFC 應用，而非單級反激式應用。通過針對負載控制修改電路和加入快速啟動電路，設計師可實現(xiàn)合格的效率及合理的 PF 和 THD。但 CrCM 方法具有一些固有特性，會對其在這些應用中的表現(xiàn)有最佳性能的限制。此外，CrCM 架構增加若干影響可靠性和成本的附加元件。

另一個流行的選擇是斷續(xù)模式 (DCM) PFC 方法。在此拓撲中，電源針對任何給定的線路負載配置以恒定導通時間和固定的頻率運行。通過這樣做，可消除 CrCM 方法中出現(xiàn)的某些限制因素，讓設計師實現(xiàn)更高的 PF 和更低的 THD。

最近，F(xiàn)airchild 進行了兩個評測板評估，使用 CrCM 和 DCM PFC 架構構建了兩個可比的 50W LED 照明解決方案。兩個解決方案均效果良好，每個都提供獨特的優(yōu)勢。但 CrCM 方法提供的 PF、THD 和效率性能勉強達到 C 類照明應用的現(xiàn)行要求。相反，基于 Fairchild 的新型 FL7733A 單級初級端調節(jié) LED 驅動器的 DCM 板以顯著簡化的設計大大優(yōu)于所有三類中的第一個設計。考慮到法規(guī)要求的趨勢，DCM PFC 方法對在未來應用中尋求更多性能余量的 LED 照明設計師可能更適用。