單級(jí)PFC目前是熱門應(yīng)用,但必須認(rèn)識(shí)到它存在的問題,雖然他把PFC和反激電源結(jié)合在一起,但應(yīng)用起來卻要面對(duì)安規(guī)問題,大家可以把這些電源的恒流恒部分的VCC短路到地,光耦兩腳短路會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?利用PWM電源制作恒流LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)是當(dāng)前最多應(yīng)用才對(duì),低紋波,完善的多重保護(hù),LED驅(qū)動(dòng)電源才能經(jīng)得起考驗(yàn)。以上是我個(gè)人心得,請(qǐng)盡多指正。
由于LED光源的環(huán)保和低功率應(yīng)用可以替代現(xiàn)有的白熾燈和熒光類節(jié)能燈及后來發(fā)展的三基色,CCFL,而使LED驅(qū)動(dòng)電源面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇。但現(xiàn)在所有安規(guī)和客戶均要求在電源上添加PFC功能,以滿足節(jié)能需求。
其實(shí)PFC除了校正了電流波形外,還使初級(jí)使用電流實(shí)際值下降,在相同功率的用電器上,使用PFC后會(huì)使用電電流減少,從而使電表度數(shù)相應(yīng)減少即減少耗能。
單級(jí)PFC的出現(xiàn)使原來使用在只有在75W以上開關(guān)電源中前端的PFC校正電路成為熱門應(yīng)用,單級(jí)PFC電路實(shí)際由兩套電路合成的,前級(jí)是單純的PFC校正電路,主要方式是取電路前端的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行比較,由錯(cuò)誤乘法器來校正比較中出現(xiàn)的錯(cuò)位部分。
后級(jí)就是降壓部分,通過變壓器的初次級(jí)的圈數(shù)比使電壓下降至所需電壓,而變壓器初級(jí)主繞組相當(dāng)于PFC電感,隔離后的光耦實(shí)際上是調(diào)整PIN1的電位,輸出部分肖特特基或者快恢復(fù)二極管實(shí)際上相當(dāng)于PFC電路的整流二極管(我們常用的MUR460),這就是單極PFC輸出電流大以后肖特特基或者快恢復(fù)二極管損耗變大的原因,必須用填硅膠方式來使其損耗變小。后極控制部分實(shí)際上就是對(duì)輸出電壓和電流進(jìn)行調(diào)整的電路,LM358/AP4310/101AC恒流恒壓,限壓恒流是目前應(yīng)用最多的方式。
上圖中是一款L6562D帶DIMMING調(diào)光的電路圖,我們來剖析電路:
輸入MEF電容是PFC電路壓取樣,阻容吸收回路,VCC供電電路,L6562D電路,光耦調(diào)制PIN1電路,MOS管電路。這些電路與次級(jí)的光耦,整流的二極體電路為PFC電路的主體部分,其中任何一個(gè)電路故障PFC電路不工作或者工作不正常。
這個(gè)電路唯一的功能就是次級(jí)短路保護(hù)非常靈敏。大家可以看到我們常用的OCP,OVP,OPP保護(hù)在這里沒有表現(xiàn)出來,如果安規(guī)測試中短路次級(jí)光耦,恒流IC相臨兩腳即恒流恒壓失效,這個(gè)電路中電壓電流會(huì)升高,輸出電容超過額定電壓會(huì)起爆,F(xiàn)AIL。安規(guī)安全上存在巨大漏洞,當(dāng)然可以通過在MOS管S腳取樣,比較后去控制PIN1使PFC電路在可控范圍內(nèi)不至于電壓電流失控。而我看到眾多工程師照抄ST公司的電路,使很多的LED電源處在危險(xiǎn)中。
其實(shí)PWM電路這么多年已日趨走向成熟,IC內(nèi)部集成OCP,OVP,OPP功能,已經(jīng)完善得無可挑剔,PFC做前級(jí)是可以解決10-60W間PFC問題。
下面我來揭露一下單級(jí)PFC的很多問題:
1.前級(jí)PFC電路THD很容易做到10%左右,而單級(jí)PFC只能做到25%左右。
2.浪涌雷擊安規(guī)問題:前級(jí)PFC后有大電容吸收能量,而單級(jí)PFC初級(jí)卻赤裸裸的暴露在電網(wǎng)中,一般做到2KV至少需要兩級(jí)壓敏電阻,目前很多這種電源1KV已很不錯(cuò)了。
3.過流過壓過功率保護(hù)問題:單級(jí)PFC的IC是一個(gè)解決電流失真調(diào)制THD的電路,不可能內(nèi)置這些功能,不過我在網(wǎng)上看到有部分IC廠商已意識(shí)到這個(gè)問題,已在IC內(nèi)盡可能集成這些功能,但還沒有經(jīng)市場檢驗(yàn)。不過可以通過限制PIN電平也可以解決這個(gè)問題。
4.單級(jí)工作頻率高,而且屬于調(diào)頻方式,工作在80-150Khz間,這是我目前測到的,,解決EMI問題難解決,這是很多工程師報(bào)怨單級(jí)PFC頭疼的原因。
5.后級(jí)恒流問題:目前大家用的后級(jí)大部分是LM358,AP4310,TSM101AC或者類似的IC作比較器,單級(jí)PFC的紋波是高達(dá)3-10V的100Hz波,當(dāng)初設(shè)計(jì)這些比較器時(shí)沒有考慮到我們會(huì)用這么高紋波的VCC供電,輸入輸出端口,這樣會(huì)引起比較器誤讀,有時(shí)比較器會(huì)失效。上這個(gè)網(wǎng)站:http://cn.inventronics-co.com/英飛特紋波描述得非常詳細(xì)。
6.關(guān)于紋波電壓問題:上面已經(jīng)講了,但是會(huì)引起紋波電流,而且很大,這樣的話在驅(qū)動(dòng)LED時(shí)紋波電壓會(huì)由于LED整流的特性增加驅(qū)動(dòng)LED的電流,不過很小50mA以內(nèi)。
單級(jí)PFC電路本身存在的問題決定了大多數(shù)朋友們的電源沒有經(jīng)過安規(guī)檢驗(yàn),明緯和英飛特也相繼研發(fā)了單級(jí)PFC電路,他們也和我們一樣遇到同樣的問題。但是這些問題是可以解決的。但我建議大家不要盲從,要清醒得認(rèn)識(shí)到這些問題。以上不知道總結(jié)得對(duì)不對(duì),還請(qǐng)同行們拋磚。