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PFC在反激照明驱动中的作业原理

随着照明技术的发展,LED走进了人们的生活,由于其节能环保、使用寿命长,很快获得了稳固的市场地位。但是如果要点亮LED,就需要恒定电流以及高功率因数。所以在LED的设计中,需要集成PFC单级反激式转换

跟着照明技能的开展,LED走进了人们的日子,因为其节能环保、运用寿命长,很快取得了安定的商场位置。可是假如要点亮LED,就需求稳定电流以及高功率因数。所以在LED的规划中,需求集成PFC单级反激式转换器。PFC为功率因数校对的缩写,是有用功率除以总耗电量(视在功率)的比值,它反响了电路傍边电力被有用运用的程度。可是对一些LED新手来说,PFC方面的常识却是没有触摸过的,本篇文章就介绍了反激式LED中的PFC原理,期望对各位有所协助。

在反激拓扑结构傍边,PSR(初级端调理)是一种最为方便高效的电路规划,它经过运用具有初级端调理(PSR)的单级拓扑来完成。在图1中咱们给出了高功率因数的单级PSR反激式LED驱动的原理图。

图1:具有高功率因数的单级PSR反激式LED驱动器

关于初级端调理,一般优先运用非接连导通作业形式(DCM),因为它能供给极为准确的输出调理。为了完成高功率因数和低总谐波失真(THD),一般会在开关频率固定的DCM反激式转换器中选用稳定导通时刻操控。图2所示为初级端开关电流、次级端二极管电流和MOSFET开关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

在导通时刻稳定的条件下,均匀输入电流如下式所示:

此处,D为转换器的开关占空比,为反激变压器的初级绕组电感。上式标明输入电流波形一直跟从输入电压。因而,转换器完成单位功率因数。

然后,可经过下式核算RMS输入电流:

为了坚持DCM作业形式,最大占空比D有必要满意:

为了保证反激式转换器在DCM形式下以单位功率因数作业,并具有低THD功能,一般运用匝数比相对较小的变压器。这类反激式变压器会导致较小的开关占空比,使流过MOSFET开关和变压器的峰值以及RMS电流变大,然后形成更多功耗丢失。因为峰值开关电流较高,因而需求用到相对较大的EMI滤波器具有临界导通作业形式(BCM)的反激式转换器具有零电压导通特性,可最大程度下降开关损耗,因而常用作单级PFC转换器。与DCM作业形式不同,BCM反激式办法由稳定导通时刻和可变开关频率操控。这儿PFC的BCM反激式办法适用于需求相对较高PF,但全体谐波失真(THD)并不低于10%的许多运用。下面的图3显现了其初级端开关电流、次级端二极管电流和MOSFET栅极开关信号的理论波形。

图3: BCM反激式PFC转换器的时序和输入电流

均匀输入电流表述如下:

上文输入电流等式中的分母使得电流波形呈现出显着的非正弦形状。下面的图4显现了BCM反激式拓扑的输入电流波形,其间RVR为参数。对输入电流波形的谐波剖析标明,若RVR为2,则很难取得低于10%的THD。

图4: 以RVR作为参数的BCM反激式拓扑输入电流波形

在开关的关断期间,开关上的最大电压等于峰值输入电压加上反射电压VR。因而,因为MOSFET开关的额外电压约束,RVR的或许值规模仅为1(美国规范输入电压)和2~3(欧洲规范输入电压)。关于选用通用输入电压的照明运用而言,为了到达相对较低的THD,有必要运用800 V乃至1000 V MOSFET,以使RVR比率尽或许低。它的开关频率也有或许变得十分高,尤其是在高输入沟通电压的LED调光运用中。

归纳剖析之后,咱们可得出以下定论:

1.用于MOSFET峰值漏极电流的输入电压无需作为参阅。假如导通时刻在半周期间是稳定的,则峰值漏极电流将会跟着输入电压的改变而改变。

2. 输入电流波形不抱负的首要原因是可变频率,更切当地说是可变占空比。在漏极电流波形相同的情况下,假如占空比在半周期间坚持稳定,则输入电流将会是正弦曲线。

反激式电路是现在比较经济且高效的一种电路。它不需求电路进行电解%&&&&&%的输入和反应电路的设定,而且只需求较少的外部元件,下降了全体本钱,所以才会成为现在照明电路规划的干流。

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