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发布者:微桥 发布时间:2012/1/1 阅读:10065次    关键字: LED
浅谈单级PFC在LED驱动中的应用


浅谈单级PFC在LED驱动中的应用
 
由于LED光源的环保和低功率应用可以替代现有的白炽灯和荧光类节能灯及后来发展的三基色,CCFL,而使LED驱动电源面临前所未有的发展机遇。但现在所有安规和客户均要求在电源上添加PFC功能,以满足节能需求。
  其实PFC除了校正了电流波形外,还使初级使用电流实际值下降,在相同功率的用电器上,使用PFC后会使用电电流减少,从而使电表度数相应减少即减少耗能。
   单级PFC的出现使原来使用在只有在75W以上开关电源中前端的PFC校正电路成为热门应用,单级PFC电路实际由两套电路合成的,前级是单纯的PFC校正电路,主要方式是取电路前端的电压信号和电流信号进行比较,由错误乘法器来校正比较中出现的错位部分。
后级就是降压部分,通过变压器的初次级的圈数比使电压下降至所需电压,而变压器初级主绕组相当于PFC电感,隔离后的光耦实际上是调整PIN1的电位,输出部分肖特特基或者快恢复二极管实际上相当于PFC电路的整流二极管(我们常用的MUR460),这就是单极PFC输出电流大以后肖特特基或者快恢复二极管损耗变大的原因,必须用填硅胶方式来使其损耗变小。后极控制部分实际上就是对输出电压和电流进行调整的电路,LM358/AP4310/101AC恒流恒压,限压恒流是目前应用最多的方式。 
  上图中是一款L6562D带DIMMING调光的电路图,我们来剖析电路:
    输入MEF电容是PFC电路压取样,阻容吸收回路,VCC供电电路,L6562D电路,光耦调制PIN1电路,MOS管电路。这些电路与次级的光耦,整流的二极体电路为PFC电路的主体部分,其中任何一个电路故障PFC电路不工作或者工作不正常。
    这个电路唯一的功能就是次级短路保护非常灵敏。大家可以看到我们常用的OCP,OVP,OPP保护在这里没有表现出来,如果安规测试中短路次级光耦,恒流IC相临两脚即恒流恒压失效,这个电路中电压电流会升高,输出电容超过额定电压会起爆,FAIL。安规安全上存在巨大漏洞,当然可以通过在MOS管S脚取样,比较后去控制PIN1使PFC电路在可控范围内不至于电压电流失控。而我看到众多工程师照抄ST公司的电路,使很多的LED电源处在危险中。
    其实PWM电路这么多年已日趋走向成熟,IC内部集成OCP,OVP,OPP功能,已经完善得无可挑剔,PFC做前级是可以解决10-60W间PFC问题。
单级PFC的很多问题有:
1、 前级PFC电路THD很容易做到10%左右,而单级PFC只能做到25%左右。
2、  浪涌雷击安规问题:前级PFC后有大电容吸收能量,而单级PFC初级却赤裸裸的暴露在电网中,一般做到2KV至少需要两级压敏电阻,目前很多这种电源1KV已很不错了。
3、过流过压过功率保护问题:单级PFC的IC是一个解决电流失真调制THD的电路,不可能内置这些功能,不过我在网上看到有部分IC厂商已意识到这个问题,已在IC内尽可能集成这些功能,但还没有经市场检验。不过可以通过限制PIN电平也可以解决这个问题。
4、单级工作频率高,而且属于调频方式,工作在80-150Khz间,这是我目前测到的,,解决EMI问题难解决,这是很多工程师报怨单级PFC头疼的原因。
5、 后级恒流问题:目前大家用的后级大部分是LM358,AP4310,TSM101AC或者类似的IC作比较器,单级PFC的纹波是高达3-10V的100Hz波,当初设计这些比较器时没有考虑到我们会用这么高纹波的VCC供电,输入输出端口,这样会引起比较器误读,有时比较器会失效。
6、关于纹波电压问题:上面已经讲了,但是会引起纹波电流,而且很大,这样的话在驱动LED时纹波电压会由于LED整流的特性增加驱动LED的电流,不过很小50mA以内。
 
来源:电源网
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