比较LED照明应用的临界导通模式和断续模式PFC设计

LED 照明应用工程师必须不断了解功率因数(PF)、总体谐波失真(THD)和效率的不断变化的法规要求。如今，在额定线路电压下当设计 > 5W 时，监管机构针对该设计一般要求 PFC >0.9。但趋势是，监管机构不断将 PFC 的要求降低至越来越低的功率级。

THD 要求也正出现类似的变动。现在，监管机构对于 > 25W 的应用要求 <25% THD。但我们已开始看到，全球的机构在许多应用中将该要求降低至 < 10%。虽然目前没有针对灯泡应用的特殊 THD 要求，但似乎很明显，设计师期待在不久的将来会出现此类要求。考虑到这些趋势，如今构建 LED 照明应用的设计师需要在尽可能宽的工作电压下实现尽可能高的 PF 和尽可能低的 THD，这点似乎很明显。

在功率方面，监管机构针对 <20W 的功率级制定了一些标准。该电压的不可调光电源需要至少达到整个额定线路电压 85% 的效率。监管机构使用调相调光功能降低照明应用的该要求，因为调光电路需要以固定损耗运行的外部元件。但是，法规要求再次清楚地朝向更高的效率发展。

大多数照明应用的 AC 输入和隔离电源设计使用反激式电路，以满足 PFC 要求。该单级反激式 PFC 解决方案通常包含采用恒定导通时间、可变关断时间运行的临界导通模式(CrCM) 控制 IC。本方法在输出处提供卓越的恒流或恒压调节。但其最初用于促进 PFC 应用，而非单级反激式应用。通过针对负载控制修改电路和加入快速启动电路，设计师可实现合格的效率及合理的 PF 和 THD。但 CrCM 方法具有一些固有特性，会对其在这些应用中的表现有最佳性能的限制。此外，CrCM 架构增加若干影响可靠性和成本的附加元件。

另一个流行的选择是断续模式 (DCM) PFC 方法。在此拓扑中，电源针对任何给定的线路负载配置以恒定导通时间和固定的频率运行。通过这样做，可消除 CrCM 方法中出现的某些限制因素，让设计师实现更高的 PF 和更低的 THD。

最近，Fairchild 进行了两个评测板评估，使用 CrCM 和 DCM PFC 架构构建了两个可比的 50W LED 照明解决方案。两个解决方案均效果良好，每个都提供独特的优势。但 CrCM 方法提供的 PF、THD 和效率性能勉强达到 C 类照明应用的现行要求。相反，基于 Fairchild 的新型 FL7733A 单级初级端调节 LED 驱动器的 DCM 板以显著简化的设计大大优于所有三类中的第一个设计。考虑到法规要求的趋势，DCM PFC 方法对在未来应用中寻求更多性能余量的 LED 照明设计师可能更适用。