LED燈高功率因數驅動(dòng)器的設計

圖5 單極功率因子調整式實(shí)驗圖和相關(guān)測試波形　　單級功率因子校正LED驅動(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)生了單級功率因子校正技術(shù)，其拓撲是將功率因子校正電路中的開(kāi)關(guān)組件和后級DC-DC變換器的開(kāi)關(guān)組件合并和復用，將兩部分電路合二為一。因此單級功率因子變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1)開(kāi)關(guān)器件數減少，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)單級變換器拓撲中部分能量可以直接傳遞到輸出側，不經(jīng)過(guò)兩級變換，所以效率要高于兩級變換器。單級功率因子校正電路在中小功率LED驅動(dòng)器中優(yōu)勢非常明顯。

圖6 單極功率因子調整線(xiàn)路在返激結構應用結果

表7

　　當然，單級降壓結構中的功率因子矯正的外圍線(xiàn)路也可以用到隔離反激式結構中，因為，在一部分LED照明中，隔離反激式結構的設計需求也是非常多的。圖6是試驗在隔離反激式結構的數據，控制芯片仍然采用恩智浦的SSL2109，從測試出來(lái)的結果看到，功率因子和諧波電流與在降壓式結構中得的結果基本相同，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

　　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換結構，但缺點(diǎn)是線(xiàn)路復雜度和組件成本最高；填谷式功率校正結構缺點(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)式結構低，但比單極式結構高；單級功率因子校正結構在諧波和功率因子性能上能完全滿(mǎn)足IEC63000-3-2的要求，其功率因子調整方式不僅結構簡(jiǎn)單，而且外圍組件成本也最低；另一方面，在單級調整式結構中，因為橋式整流后濾波電容容量很小，一般100~200nF左右，輸出電流低頻紋波會(huì )比前面兩種結構都要大，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照明驅動(dòng)器的設計做了相關(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)驗論證，證明出在傳統降壓式結構上改進(jìn)出的單級功率因子調整式結構是可以完全達到高功率因子和低諧波的性能，也能容易地應用于LED照明驅動(dòng)器的實(shí)際設計。