填谷式无源功率因数校正PFC电路的工作原理详解 (1)

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1、2009年9月灯与照明第33卷第3期填谷式无源PFC在离线LED照明电源中的应用研究蒋孝平，梁慧(临沂市电子仪表研究所，山东临沂276004)摘要：该文介绍了填谷式无源功率因数校正(PFC)电路的工作原理及其在基于离线式电源开关Ic的LED驱动器中的应用。关键词：填谷式；PFC；离线；LED；驱动器StudyontheApplicationofValley-fillPossitivePFCinOf-lineLEDLightingPowerSupplyJiangXiaoping，LiangHui(L

2、inyiElectronicMeterResearchIstitute，Linyi276004)Abstract：Thepaperintroducestheworkingprincipleofvalley—l1possitivePowerFactorCorrection(PFC)circuitanditsapplicationoftheLEDdiverbasedonof-inepowerswitchIC．Keywords：valley-rill；PFC；of-line；LED；driver路。PF

3、C有有源(即主动式)和无源(即被动式)两0引言种，虽然后者应用效果远不及前者，但其电路非常简由工频市电供电的LED路灯、LED建筑照明灯和单，成本很低。无源PFC(PPFC)电路有多种，其中填景观照明灯以及一般照明灯，其离线式(offiine)驱动电谷式电流修整电路比较适合应用于LED照明电源中。路能把LED点亮是远远不够的。一个高性能离线式1填谷式无源PFC电路工作原理LED照明电源一般应满足以下几个方面的基本要求：(1)AC输入谐波电流符合IEC6100．3．2等标准1．1传统桥式整流电解电容

4、滤波电路关于照明(即C类)设备的限量规定(含25w以下)；传统桥式整流与大容量电解电容滤波电路如图1(2)功率因数满足能源之星固态照明(SSL)≥(a)所示。由于整流二极管具有单向导电性，只有在0．9的规定；AC线路电压瞬时值高于电容(C1)上的电压时才会(3)电磁干扰(EMI)符合EN55015B的限制要求；有电流通过，致使AC输入电流，A发生严重失真，电(4)高能效，效率'r／i>80％；流流动角仅约60。，即从6O。到120。，从240。到300。，(5)低成本、高可靠，其寿命尽可能与LED

5、使用寿命(3～5万h)相匹配；如图1(b)所示。输入电流产生严重畸变的结果是，(6)为LED提供恒流驱动，可调光。线路功率因数不足0．6，谐波电流值很大，3次谐波达欲提高离线式LED照明系统的线路功率因数，限70％～80％(以基波为100％)，总谐波失真(THD)达制输入工频谐波电流，则必须采用功率因数校正电120％以E。收稿日期：2009-07—13作者简介：蒋孝平(1967一)，男，高级工程师，研究方向为电子仪表和电子技术应用。·36·2009年9月灯与照明第33卷第3期’＼r一⋯一]。＼D1

6、_／_J负载D2D22-^cLED照明D5C1-_-AC翕人c1=降压驱动电路__1L一D32D4=_-c2D72D3Zf、<／c2_o。300。oo．／一6日0。0'o。凡＼／。l5o。／(b)(b)(a)填谷式无源PFC电路；(a)桥式整流电容滤波电路；(b)AC输入电压与电流波形(b)AC输入电压和电流波形图2填谷式无源PFC电路及其AC输入图1桥式整流滤波电路及其输入电压与电流波形电压与电流波形1．2填谷式无源PFC电路2填谷式无源PFC在18W反激式图1(a)中的电容Cl，若用图2(a)

7、所示的三个二LED照明电源中的应用极管(D5，D6和D7)和两个等值电容c1与c2来替代，则可以大大地改善输入电流的失真。基于TNY279PN开关采用填谷式无源PFC的18由D5一D7和c1与C2组成的填谷式无源PFCW离线式LED照明电源电路如图3所示。该LED离电路，也被称作部分或不完全滤波电路。在AC线路线式驱动电路的AC线路电压范围为185—265，电压较高时，由于二极管D6的接入，电容c1和C2以输出恒流为1．8A，输出DC电压为10，用来驱动串联方式被充电。只要AC电压高于C1和C2上

8、的两串6颗LXHL系列大功率LED灯。电压，线路电流将通过负载。一旦线路电压幅值降至图3电路的核心部件是离线式TNY279PN开关。每个电容上的充电电压[(PEAK)／2]以下，D6则该器件是美国PI公司TinySwitch—III系列产品中的一反向偏置，而D5和D7导通，C1和c2以并联方式通种，采用DIP一8C封装，内置PWM控制电路和一个700过负载放电，此时AC电流不再向负载供电。这种不V的功率MOSFET，自行供电，无需外加偏置电路。完全滤波填谷电路的输出电压()波形呈脉