无源PFC电路在LED驱动电路中的应用研究

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P C部分 进行 两个 方 面 的 F 研究分 析 , 提出有 效 的提高 功率 因数 的方案 , 即通过 对 填谷式无 源 P C电路 进行 改进 , F 提高 电路 的功 率 因数 。 其A C输入 为 8 25V, C输 出为 5/5 A, 以 5V~ 6 D 6 30m 可
式 中 : ,2 … , 电流 基 波分 量 , 次谐 波 , , , , , 一 二 … n次
谐 波 电流 的有 效 值 ; /_ 畸 变 因数 , 示 基 波 电流 相 ,, 表 对值 ;O 一 位移 因数 , CS 即功 率 因数 为 畸 变 因数 和 位
移 因数 的乘积 。
第2 8卷第 6期 2 1 年 6月 01




V 12 . o . 8 No 6
J u a fMeh nc l& ElcrclEn iern o r lo c a ia n e t a gn e g i i
Jn 0 1 u .2 1
无 源 P C 电路 在 L D 驱 动 电路 中 的 应 用 研 究 F E
用 I 同调整 电流 的波形 , 电流 电压 间 的相 位差 进 C共 对
交 流 电流过 负 载 时 , 在该 负 载 上 的交 流 电压 与 加
通过该负载 的交流电流产生相位差 , 人们便从 中引出 功率 因数这 一概 念 。
根 据功 率 因数 的定义 :
行补 偿 。A F P C可 以达 到 较 高 的 功率 因 数一 通 常 可 达 9 % 以上 , 8 但成本 也相对较 高。无源 P C电路虽 然应用 F
2 填谷 式 无 源 P C在 2 L D照 明 F 0W E
电路 中 的应 用 及 改进
基 于 S 8 2驱 动芯片 采用填 谷式 无源 P C电路 MD 0 F 的 L D照 明电源 电路 图如 图 2所 示 。本研 究利 用该 电 E
市 电供 电的 电源 电路一般 前端 需要 加入一 个 A / C D C变换 电路 将 交 流 电转 换 成 直 流 电 , 为后 端 电 路 供 电。A / C转 换 电路 一 般 采 用 全 波 桥 式 整 流 滤 波 电 CD 路 , 图 1 a 所 示 。在 A 如 () C电压 峰值 附近 , C电压 才 A
Re e r h o a sv s a c f p s i e PFC i c is i c r u t n LED rv r cr ui d i e ic t
Z E G Y nl Q N H i i H N a - , I u— n i b
( c ol f l t nc n fr t n a gh uD az U i r t, n zo 10 8 C ia Sh o o e r i a dI oma o ,H nzo i i n esy Haghu3 0 1 , hn ) E co s n i n v i
1 功率 因数 概念及 功率 因数 校正原 因
1 1 功率 因数概 念 .
提 高其线路 功率 因数 , 限制输入 工频谐 波 电流是制 作 L D驱动 电路 必须 考 虑 的问 题 。欲 解 决 这 种 问题 , E 则必 须采用 功率 因数 校 正 电路 。P C 电路一 般 可分 为 F 两种 : 一种是有 源功率 因数 校正 ( P C)另 一种是 无源 AF ; 功 率因数校 正 。A F P C由有源 和无 源 的分立元件 以及 专
驱动含 l 6个 V F=3 5V、F:30mA的 白光 L D 串, . / 5 E 线路功率 因数 大于 0 9 总谐波 失真 T D< 5 。 ., H 3%
/ 填谷式 PF P c电路 部分
会高于滤波电容上的电压使整流二极管正 向偏置而导 通 , 极管 导通 角仅 为 6 。 右 , 图 1 b 所 示 , 二 0左 如 () 因此
照 明电源 中 。
本 研究 针对 应用 2 L D驱 动 电路 中的无 源功 0W E 率 因数 电源进 行设计 及 电容选 型 。
等 。对于 照 明应用 的 L D驱 动 电路 仅 仅把 L D点 亮 E E
是 不 够 的 。一 般 L D照 明驱 动 电路需 要 满 足谐 波 、 E 效 率 、 率 因数 、 MI 制 以及安 全标 准 等 刮要 求 。 功 E 抑
r s ac a o e i a sv o rfco o e t n cr u t e in n n e mo e fc p ct i 0 W D d v rcr u t a e n t e e e r h w s d n n p s ie p we trc r ci i i d s ig a d t d lo a a i w t 2 I r e i i a o c g h y h i c .B s d o h r s ac e e r h,t e e we ef u ic i i h wee c mp r d wi t e s O t a n al y f 1p s ie p we co o rc in cr utw s fu d h r r o r cru t wh c r o a e t oh r 。S h to e v l — l a s o r a trc re t ic i a n . s h e i v f o o Re e c e u t id c t a t w c s n ih p we co n h i u t a e e g trsa d r sa d t e ei o c e t a — s a h r s l n iae t t ti wi l o t d h g o r a tra d t e cr i c n me t s h i s h o a f c En r y Sa tn a d n r Sn r s fc h

() a 桥式栏 流 电容 滤波 电路
图 1 桥式整 流滤 波电路及其输入 电压 与电流波形
由图 1可分析 出 , 这种 畸变的 电流含 有丰 富 的谐 波
图 2 基 于 S 8 2采 用 填 谷 式 无 源 P C 电 路 的 MD 0 F L D照 明 电 源 电 路 E
成分 , 重影响 电器设 备的功率 因数 。由理论 推导也 可 严 以证 明 , 功率 因数与 电流总谐波含量 的近似关 系为 :
tr a d oh ris e . o n te s u s
Ke od : al —l p si o e c rcr ci ( F ; E p w r atr di r yw r s vl yfl as epw rat or t n P C) L D; o e co; r e ei; v f o e o f v
2 1 填 谷式 无源 P C 电路 及 改进 电路工作 原理 . F 2 1 1 填谷 式无 源 P C电路 工作 原理 . . F 由 3个 二极管 ( D 、 D 、 D ) 2个 电容 组 成 V 5V 6V 7 和

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第2 8卷
,  ̄ + + =/ + …+ …
() 2
路 中, 虽然其 线 路 功 率 因数 可 达 0 9以上 ( 型 值 为 . 典 09 )但 其灯 电流波 峰 因数 高 达 2~ . , .5 , 2 1不符 合标 准
规 定 的小于 等于 1 7的要 求 。 . 由于 L D驱 动 电路 为恒 电流输 出 , 电子镇 流 器 E 与 输 出 为 高频 ( 0 k z左 右 ) 同 , E 电源 采 用 无 源 4 H 不 LD
位移因数越低 , 则设备的无功功率越大 ; 畸变因数
越低 , 示 电流谐 波分 量 越 大 , 造 成 电 流 畸变 , 功 表 将 使 率 因数 降低 , 以电容输 入 型 电路 的 P 所 F值 较低 , 般 一
为 05 15—0 6 。 15 12 功 率 因数 校正 的原 因 .
P C, 存在 波峰 因数等 问题 。 F 不
收 稿 日期 :0 0~l 2 21 1— 9
~ 视簇= =, ㈩ 一在率 一 功一
其 中:
作者简介 : 郑艳丽 ( 9 7一) 女 , 18 , 山西五 台人 , 主要从事开关 电源和 L D驱动方面的研究. - i: y 30 @s a cm E Emal z1 2 6 i .o 4 n 通信联 系人 : 秦会斌 , , 男 教授 , 硕士生导师. — al q b d .d .a E m i: h @h u eu c
0 引 言
采用 市 电供 电的 L D驱动 电路 的应 用 较为 广 泛 , E
现 在 涉及 的主 要领 域有 显示 器背 光 、 指示 灯 、 明应 用 照
效 果不 及 A F 但 其 电路 非 常 简单 , 本 很 低 。无 源 P C, 成
P C电路有多种 , F 其中填谷式电路比较适合应用于 L D E
fc r orco ( F )c ci, edn epol f or at .Iw sfs aa zdw ytefc r ed ecr ce。T e ,te at r tn P C i ut l i t t rbe o o fc r t a r nl e h t es ob o et oc ei r a goh m p o it y h aon t r d h n h
Ab t a t s r c :Ai n tL D rv rc ru t o w —p w rf e mig a E d e ic i f rl i o o e ld,d e t iea d c s c n t i t .t ed v rcr u t a o s h ci ep we i u o s n o t o s an s h r e i i c n n t e t ea t o r z r i c u v
率 因数校正 电路是低 成本 、 高功率 因素的功率 因数校正 电路 , 符合 能源之星的标 准 , 不存在波 峰因数等问题 。 关键词 : 填谷 式 ; 无源 功率 因数校正 ;E 功率 因数 ; L D; 驱动器