【導讀】本文致力于解決高功率因數(shù)反激轉換器的使用，以克服高效LED照明解決方案的挑戰(zhàn)。它將包括設計人員比其他類型更喜歡此拓撲的基本原理和原因。還將簡要討論產(chǎn)生有效輸出的要求。
本文致力于解決高功率因數(shù)反激轉換器的使用，以克服高效LED照明解決方案的挑戰(zhàn)。它將包括設計人員比其他類型更喜歡此拓撲的基本原理和原因。還將簡要討論產(chǎn)生有效輸出的要求。
本文討論了使用高功率因數(shù)反激轉換器來克服高效LED照明解決方案的挑戰(zhàn)。它將包括設計人員比其他類型更喜歡此拓撲的基本原理和原因。還將簡要討論產(chǎn)生有效輸出的要求。
反激式轉換器是開關電源的最佳拓撲之一，而且成本效益也很高。此外，交流輸入的LED照明應用也需要高功率因數(shù)和高系統(tǒng)效率。本文回顧了高性能LED照明產(chǎn)品設計的挑戰(zhàn)，然后演示了如何使用新一代高度集成的PWM控制器滿足這些要求。
初級側反激控制器
具有初級側調(diào)節(jié)（PSR）的單級拓撲是LED照明應用的首選拓撲，因為它消除了輸入大容量電容器和反饋電路，從而使設計具有最少的外部組件。除成本外，消除輸入電容器的另一個好處是消除了使用壽命比其他組件低的組件。此外，一些能效標準要求LED照明板滿足大于0.9的高功率因數(shù)（PF）和小于20％的低總諧波失真（）。因此，應使用具有恒定導通時間，固定頻率控制的高度集成> span class =“ caps”> PWM控制器，以實現(xiàn)最簡化的電路設計并同時滿足出色的PF / THD性能。如圖。
PSR PWM控制器FL7733A的典型應用電路
嚴格的LED電流調(diào)節(jié)是LED照明的另一個重要要求。高度集成的PWM控制器應實現(xiàn)精確的恒流控制功能，以保持準確的輸出電流與輸入電壓和輸出電壓的變化之間的關系。由于輸出電流是穩(wěn)態(tài)下輸出二極管電流的平均值，因此可以使用MOSFET的峰值漏極電流和電感器電流的放電時間來估算輸出電流。將該輸出電流信息與內(nèi)部精確基準進行比較，以生成確定占空比的誤差電壓。
通常，對于PSR，首選DCM操作，因為它可以提供更好的輸出調(diào)節(jié)。PWM控制器將需要相對于輸出電壓線性地改變其工作頻率，以確保DCM工作。在PSR拓撲中獲得輸出電壓信息的一種方法是通過連接到VS引腳的電阻分壓器感測輔助繞組電壓。當輸出電壓降低時，次級二極管的導通時間會增加，PWM控制器的線性頻率控制功能會延長開關周期。頻率控制還降低了初級均方根電流，從而提高了電源效率。
為了實現(xiàn)穩(wěn)定運行，PWM控制器還應提供保護功能，例如LED開路，LED短路和過熱保護。一個重要的要求是電流限制水平會自動降低，以最小化輸出電流并在短路的LED條件下保護外部組件。
董事會評估
高度集成的PWM控制器FL7733A可以滿足上述所有要求，并可以為LED照明應用提供最簡化的設計。選擇了額定功率為20W的LED照明電源板，以與FairchildSuperFET®2MOSFET一起評估FL7733A。SuperFET®2MOSFET是最新一代的超結技術。除了低導通電阻外，SuperFET®2MOSFET還實現(xiàn)了在輸出電容（Eoss）中更少的存儲能量。Eoss對于低功率開關LED照明解決方案很重要，因為在每個開關周期都會發(fā)生能量耗散。
基于FL7733A的20W LED轉換器的功率因數(shù)和總諧波失真
圖2顯示了啟動后10分鐘使用額定LED負載時的PF和THD結果。測得的溶液超出了標準，PF大于0.98，THD性能小于10％。
MOSFET的系統(tǒng)效率
圖3是各種交流輸入的效率測試結果。SuperFET®2技術在整個輸入范圍內(nèi)顯示出最佳效率。高輸入電壓下的更好結果是輸出電容中存儲的能量如何影響系統(tǒng)效率的一個很好的例子。由于競爭對手的MOSFET具有與SuperFET®2MOSFET相同的導通電阻，因此可以認為效率差距是由開關損耗引起的。
存儲在輸出電容中的能量
如圖4所示，隨著漏極-源極電壓的增加，競爭對手MOSFET在輸出電容中保持更多能量。這意味著在較高的輸入電壓下導通期間會耗散更多的功率。在圖3中，設備級別的特性與電路板級別的測試結果完全匹配。
結論
LED照明電源需要高功率因數(shù)，高效率，隔離的次級側才能滿足安全標準，并且由于空間有限而需要的組件更少。FL7733A與SuperFET®2MOSFET一起提供了滿足這些要求的完整解決方案。
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