单级功率因数校正LED驱动器

　　1．采用单级功率因数校正的原因
　　
　　不管是用填谷方式或主动式功率因数校正技术来提高功率因数，都有其各自的优觖点，如填谷式电路中需要使用大容值的高压电解电容，已致于元件成本和尺寸在紧凑型的LED灯设计中存在一定的局限性。两级主动式结构虽然能将功率因数和谐波性能实现得最好，但功率因数校正电路结构较为复杂，使电源的成本和体积增加，由此产生了单级功率因数校正技术，其拓扑是将功率因数校正电路中的开关元件和后级DC-DC变换器的开关元件合并和复用，将两部分电路台二为一。因此单级功率因数变换器有以下优点：1)开关器件数减少，主电路体积及成本可以降低；2)控制电路通常只有一个输出回路，简化了控制回路；3）单级变换器拓扑中部分能量可以直接传递到输出侧，不经过两级变换，所以效率要高于两级变换器。由于以上特点，单级功率因数校正电路在中小功率LED驱动器中优势非常明显。
　　
　　2．单级降压式功率圆数校正的工作原理
　　
　　传统降压式BUCK结构中功率因数过低的主要原因，所以这里就是要解决怎样把流经主开关管上的电流平均值调整成接近于电压变化的相位，也就是在每个周期内，让电流跟随电压的变化而变化，从而达到高功率因数的目的。
　　
　　电路原理是在三级管Q1发射极端得到一个两倍于市电的频率，且近似于半正弦波的变化电平，这样再把这个电平提供给控制芯片SSL2109电流回授脚，芯片内部再去调制主回路工作频率，使流过主开关管的平均电流形成近似半正弦的形状。
　　
　　3．降压式结构中验证单毁功率因数调整电路
　　
　　在传统BUCK降压式线路上增加功率因数调整元件，芯片电流脚检测到的信号是主开关管M1和流经三级管Q1电流的叠加之和。当整流后的电压变化时，流过三极管Ql的电流也跟随变化。
　　
　　可以看到芯片电流检测脚原来是一个恒定的0.5参考电平，现在用外加的功率因数矫正电路后，主开关的平均电流波形被调整为半正弦形状，原因就是三级管Q1集电极的输出电平进入芯片电流检测脚后，主开关管上的电流会先从过零点渐渐增大至最高幅值．再逐渐被降低到零。这样输入电流和输入电压的相位基本相似，也接近于交流正弦。
　　
　　4．反激式结构中验证单级功率因数调整电路
　　
　　当然，单级降压结构中的功率因数矫正的外围线路也可以用到隔离反激式结构中，因为，在一部分LED照明中，隔离反激式结构的设计需求也是非常多的。图6是试验在隔离反激式结构的数据，控制芯片任然采用恩智浦公司的SSL2109，从测试出来的结果看到，功率因数和谐波电流与在降压式结构中得的结果基本相同，都能做到功率因数(PF)值大干0.9和谐波电流小于20%的性能。

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