【導(dǎo)讀】LED照明應(yīng)用看似簡單，但是深入了解你就會知道LED工程師必須不斷了解功率因數(shù)(PF)、總體諧波失真(THD)和效率的不斷變化的法規(guī)要求。本文主要比較LED照明應(yīng)用的臨界導(dǎo)通模式和斷續(xù)模式PFC設(shè)計，對比分析兩者之間有什么聯(lián)系。
THD 要求也正出現(xiàn)類似的變動。現(xiàn)在，監(jiān)管機構(gòu)對于 > 25W 的應(yīng)用要求 <25% THD。但我們已開始看到，全球的機構(gòu)在許多應(yīng)用中將該要求降低至 < 10%。雖然目前沒有針對燈泡應(yīng)用的特殊 THD 要求，但似乎很明顯，設(shè)計師期待在不久的將來會出現(xiàn)此類要求。考慮到這些趨勢，如今構(gòu)建 LED 照明應(yīng)用的設(shè)計師需要在盡可能寬的工作電壓下實現(xiàn)盡可能高的 PF 和盡可能低的 THD，這點似乎很明顯。
在功率方面，監(jiān)管機構(gòu)針對 <20W 的功率級制定了一些標準。該電壓的不可調(diào)光電源需要至少達到整個額定線路電壓 85% 的效率。監(jiān)管機構(gòu)使用調(diào)相調(diào)光功能降低照明應(yīng)用的該要求，因為調(diào)光電路需要以固定損耗運行的外部元件。但是，法規(guī)要求再次清楚地朝向更高的效率發(fā)展。
大多數(shù)照明應(yīng)用的 AC 輸入和隔離電源設(shè)計使用反激式電路，以滿足 PFC 要求。該單級反激式 PFC 解決方案通常包含采用恒定導(dǎo)通時間、可變關(guān)斷時間運行的臨界導(dǎo)通模式(CrCM) 控制 IC。本方法在輸出處提供卓越的恒流或恒壓調(diào)節(jié)。但其最初用于促進 PFC 應(yīng)用，而非單級反激式應(yīng)用。通過針對負載控制修改電路和加入快速啟動電路，設(shè)計師可實現(xiàn)合格的效率及合理的 PF 和 THD。但 CrCM 方法具有一些固有特性，會對其在這些應(yīng)用中的表現(xiàn)有最佳性能的限制。此外，CrCM 架構(gòu)增加若干影響可靠性和成本的附加元件。
另一個流行的選擇是斷續(xù)模式 (DCM) PFC 方法。在此拓撲中，電源針對任何給定的線路負載配置以恒定導(dǎo)通時間和固定的頻率運行。通過這樣做，可消除 CrCM 方法中出現(xiàn)的某些限制因素，讓設(shè)計師實現(xiàn)更高的 PF 和更低的 THD。
最近，F(xiàn)airchild 進行了兩個評測板評估，使用 CrCM 和 DCM PFC 架構(gòu)構(gòu)建了兩個可比的 50W LED 照明解決方案。兩個解決方案均效果良好，每個都提供獨特的優(yōu)勢。但 CrCM 方法提供的 PF、THD 和效率性能勉強達到 C 類照明應(yīng)用的現(xiàn)行要求。相反，基于 Fairchild 的新型 FL7733A 單級初級端調(diào)節(jié) LED 驅(qū)動器的 DCM 板以顯著簡化的設(shè)計大大優(yōu)于所有三類中的第一個設(shè)計。考慮到法規(guī)要求的趨勢，DCM PFC 方法對在未來應(yīng)用中尋求更多性能余量的 LED 照明設(shè)計師可能更適用。
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