LED燈高功率因數(shù)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)

圖5 單極功率因子調(diào)整式實(shí)驗(yàn)圖和相關(guān)測(cè)試波形　　單級(jí)功率因子校正LED驅(qū)動(dòng)器

　　不管是用填谷方式或主動(dòng)式功率因子校正技術(shù)來(lái)提高功率因子，都有其自身的缺點(diǎn)，如填谷式電路中需要使用大容值的高壓電解電容，造成組件成本和產(chǎn)品尺寸的局限。由此產(chǎn)生了單級(jí)功率因子校正技術(shù)，其拓?fù)涫菍⒐β室蜃有Ｕ娐分械拈_(kāi)關(guān)組件和后級(jí)DC-DC變換器的開(kāi)關(guān)組件合并和復(fù)用，將兩部分電路合二為一。因此單級(jí)功率因子變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1)開(kāi)關(guān)器件數(shù)減少，主電路體積及成本可以降低；2)控制電路通常只有一個(gè)輸出回路，簡(jiǎn)化了控制回路；3)單級(jí)變換器拓?fù)渲胁糠帜芰靠梢灾苯觽鬟f到輸出側(cè)，不經(jīng)過(guò)兩級(jí)變換，所以效率要高于兩級(jí)變換器。單級(jí)功率因子校正電路在中小功率LED驅(qū)動(dòng)器中優(yōu)勢(shì)非常明顯。

圖6 單極功率因子調(diào)整線路在返激結(jié)構(gòu)應(yīng)用結(jié)果

表7

　　當(dāng)然，單級(jí)降壓結(jié)構(gòu)中的功率因子矯正的外圍線路也可以用到隔離反激式結(jié)構(gòu)中，因?yàn)?，在一部?span id="ooqsjma" class="hrefStyle" style="word-break: break-all; ">LED照明中，隔離反激式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求也是非常多的。圖6是試驗(yàn)在隔離反激式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，控制芯片仍然采用恩智浦的SSL2109，從測(cè)試出來(lái)的結(jié)果看到，功率因子和諧波電流與在降壓式結(jié)構(gòu)中得的結(jié)果基本相同，都能做到功率因子(PF)值大于0.9和諧波電流小于20%的性能。

　　總結(jié)

　　表7是三種功率因子校正的比較說(shuō)明，功率因子和諧波性能最好的是主動(dòng)式功率因子矯正反激式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，但缺點(diǎn)是線路復(fù)雜度和組件成本最高；填谷式功率校正結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)就是功率因子不夠高，諧波性能不好，組件成本雖比主動(dòng)式結(jié)構(gòu)低，但比單極式結(jié)構(gòu)高；單級(jí)功率因子校正結(jié)構(gòu)在諧波和功率因子性能上能完全滿(mǎn)足IEC63000-3-2的要求，其功率因子調(diào)整方式不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且外圍組件成本也最低；另一方面，在單級(jí)調(diào)整式結(jié)構(gòu)中，因?yàn)闃蚴秸骱鬄V波電容容量很小，一般100~200nF左右，輸出電流低頻紋波會(huì)比前面兩種結(jié)構(gòu)都要大，但可通過(guò)加大輸出端電容容量來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

　　本文就LED照明驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)做了相關(guān)探討和研究，特別是解決了如何用低成本的方法獲得的高功率因子和低電流諧波性能，經(jīng)過(guò)理論分析和實(shí)際實(shí)驗(yàn)論證，證明出在傳統(tǒng)降壓式結(jié)構(gòu)上改進(jìn)出的單級(jí)功率因子調(diào)整式結(jié)構(gòu)是可以完全達(dá)到高功率因子和低諧波的性能，也能容易地應(yīng)用于LED照明驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際設(shè)計(jì)。