PFC的初級(jí)端調(diào)節(jié)反激式LED驅(qū)動(dòng)方案

消費(fèi)電子市場(chǎng)，特別是LED驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)，最近幾年發(fā)展迅速。這些市場(chǎng)需要功耗低、尺寸小且成本超低的電源/驅(qū)動(dòng)。除此之外由于對(duì)電能質(zhì)量要求不斷提高，在這些設(shè)備上使用功率因數(shù)校正(PFC)電路幾乎是必須的。在多種不同電路中，反激因?yàn)楹?jiǎn)單而成為對(duì)這些應(yīng)用最具吸引力的拓?fù)?/strong>。它使用一個(gè)開(kāi)關(guān)提供絕緣、啟動(dòng)以及各種其他保護(hù)。在非連續(xù)導(dǎo)通模式下工作時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制，可使功率因數(shù)為1。

傳 統(tǒng)上，用于LED的恒流LED驅(qū)動(dòng)使用隔離反激式轉(zhuǎn)換器實(shí)施，該轉(zhuǎn)換器具有輸出電流調(diào)節(jié)電路，如圖1所示。實(shí)際LED電流使用感測(cè)電阻測(cè)量，然后與與參考 電壓進(jìn)行比較，生成誤差電壓。誤差電壓通過(guò)光電耦合器傳輸?shù)?strong>初級(jí)端，并用于控制初級(jí)端開(kāi)關(guān)器件的占空比。雖然這可以實(shí)現(xiàn)卓越的LED電流調(diào)節(jié)，但輸出調(diào)節(jié) 電路要求使用光電耦合器、基準(zhǔn)電壓以及感測(cè)電阻，從而增加系統(tǒng)成本并降低整體效率。

圖1 傳統(tǒng)次級(jí)端調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)

初 級(jí)端調(diào)節(jié)(PSR)可以成為最小化LED驅(qū)動(dòng)成本的最佳解決方案。此技術(shù)僅使用驅(qū)動(dòng)器初級(jí)端的信息便可精確控制次級(jí)端的LED電流。它不僅消除了輸出電流 感測(cè)損耗，還減少了所有次級(jí)反饋電路。這有利于獲得更高效率的離線LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，且無(wú)需巨大成本。此技術(shù)無(wú)需次級(jí)反饋電路便可調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)器輸出電壓，可做開(kāi)路過(guò)壓保護(hù)，確保驅(qū)動(dòng)器具有更佳的可靠性。

圖2 初級(jí)端調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)及其典型波形

圖2顯示的是初級(jí)端調(diào)節(jié)反激式轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化電路圖及其典型工作波形。初級(jí)端調(diào)節(jié)的關(guān)鍵在于獲得輸出電壓和電流信息，且無(wú)需直接感測(cè)。

在二極管導(dǎo)通時(shí)間期間，輸出電壓與二極管正向壓降之和反射到輔助繞組為(VO+VF)*Na/Ns。通過(guò)在二極管導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)對(duì)繞組電壓進(jìn)行采樣，可以獲 得輸出電壓信息。輸出電流(Io)可使用MOSFET的峰值漏極電流(Ipk)以及電感電流的放電時(shí)間(tDIS)來(lái)估算，因?yàn)樵诜€(wěn)態(tài)下，輸出電流 (Io)與二極管電流(ID)的平均值相同。輸出電流估算通過(guò)峰值檢測(cè)電路來(lái)確定漏極電流的峰值，并利用電感放電時(shí)間和開(kāi)關(guān)周期(ts)來(lái)計(jì)算輸出電流。 將此輸出信息與內(nèi)部精確參考電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓(VCOMI)，它可以確定MOSFET的占空比。使用Fairchild的創(chuàng)新 TRUECURRENT? 技術(shù)，可精確控制恒定輸出電流。

利用探測(cè)到的輸出電壓和電流信息，可通過(guò)傳統(tǒng)的反饋補(bǔ)償方法完成控制。對(duì)于初級(jí)端調(diào)節(jié)，通常優(yōu)先使用非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)操作。它具有更佳的輸出調(diào)節(jié)以及單位輸入功率因數(shù)(PF)。