基于PFC控制器的LED照明電源系統

引言

　　LED技術(shù)及其應用的發(fā)展超過(guò)幾年前業(yè)界的預期，目前LED已經(jīng)開(kāi)始步入普通照明領(lǐng)域。在中國大陸的LED公共照明方面，LED路燈和公路隧道燈的應用走在世界的前列。從全球的情況來(lái)看，LED普通照明驅動(dòng)電路要采用工頻市電電源供電（即離線(xiàn)式驅動(dòng)電路）。就其拓撲結構而言，主要是隔離型反激式轉換器開(kāi)關(guān)電源方案。對于200W以上的LED路燈，則選擇雙電感單電容（LLC）半橋諧振拓撲。在100W以下的LED照明驅動(dòng)電源中，單級PFC反激式電路拓撲是最佳解決方案。德州儀器（TI）公司推出的UCC28810普通照明電源控制器，不僅支持單級PFC反激式變換器和Triac調光，同時(shí)還支持兩級PFC電源拓撲。

　　1 UCC28810引腳功能和特點(diǎn)

　　1.1 UCC28810封裝與引腳功能

　　UCC28810采用8引腳SOIC封裝，引腳排列如圖1所示。

圖1 UCC28810引腳排列

　　為了正確應用UCC28810，必須了解其各個(gè)引腳功能，見(jiàn)表1。

表1 UCC28810引腳功能

　　1.2 UCC28810的主要特點(diǎn)

　　UCC28810是一種單級PFC離線(xiàn)式LED照明電源控制器，可以控制臨界導通模式（CrM）操作的反激、降壓（buck）或升壓（boost）變換器，能夠與傳統墻上調光器接口。UCC28810含有一個(gè)用于反饋誤差處理的跨導電壓放大器、一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生與輸入電壓成正比的電流指令的電流參考發(fā)生器、一個(gè)電流傳感比較器、PWM邏輯及驅動(dòng)外部功率MOSFET的驅動(dòng)器。UCC28810提供過(guò)電壓保護（OVP）、反饋開(kāi)路保護和使能（enable）電路。UCC28810的VDD導通門(mén)限電壓是15.6V，欠壓關(guān)斷門(mén)限電平是9.7V，鉗位電壓為19V，靜態(tài)工作電流為4mA。

　　UCC28810用于控制LED普通照明驅動(dòng)電源，應用領(lǐng)域有工業(yè)照明、商業(yè)照明、住宅照明以及街道、道路、停車(chē)場(chǎng)照明和建筑與裝飾照明。

　　2 基于UCC28810的34W單級PFC反激式LED恒流驅動(dòng)電源

　　基于UCC28810的34W單級PFC反激式LED恒流驅動(dòng)電源電路如圖2所示。這種帶PFC的隔離型單級反激式離線(xiàn)LED驅動(dòng)電路的AC輸入電壓范圍為180~265V，輸出DC電壓為10~48V，輸出恒流為700mA，可以驅動(dòng)3~13個(gè)串聯(lián)連接的LED，最大輸出功率為34W，效率達90%，線(xiàn)路功率因數PF>0.9。

圖2 基于UCC28810的34W單級PFC反激式LED恒流驅動(dòng)電源

　　在圖2中，輸入端F1為保險絲，L1、L2和C3、C1為輸入EMI濾波器，D1是橋式整流器，D2、D3、R9、R14、R19、C9組成輸入電壓檢測電路，R1和R4是U2（UCC28810D）引腳VDD上的啟動(dòng)電阻，R8、D7、C7、D8、R7、Q1和D6、C6等組成U2（引腳VDD）偏置穩壓電源電路，Q2為初級功率開(kāi)關(guān)，變壓器初級繞組（T1的引腳④與⑤之間）上并接的R2、R3、C2、D4組成Q2漏極上RCD型鉗位電路，Q2源極上串聯(lián)的R23為初級電流傳感電阻，T1偏置繞組（①與②端）同時(shí)提供變壓器零能量（TZE）檢測信號（經(jīng)R21、R20、C12傳送至U2的TZE引腳）。

　　D5、C4和C5組成次級整流濾波電路。R5為輸出電流傳感電阻，U1（U1B+U1A）作為電流感測放大器使用，執行輸出恒流調節。U3為光電耦合器，對次級到初級的反饋起隔離作用。T1次級引腳⑨與⑩之間的繞組及D9、R18、D12、Q3和C10等組成次級偏置穩壓器，為U1和U3提供偏置。D10用作輸出開(kāi)路鉗位（51V）保護。

　　U2通過(guò)引腳VINS對AC輸入電壓的檢測，可以強制峰值開(kāi)關(guān)電流跟蹤輸入電壓的變化，從而提高系統功率因數。