关于LED驱动电源设计

工作原理

由于TRIAC 调光很普遍，成本较低，因此，能够与LED 驱动电源兼容的TRIAC 调光器很普遍。在实际应用中，尽管由于输入电流高度扭曲使得功率因数无关紧要，但在带PFC 控制的调光中，使输入电流跟随输入电压仍具有意义。本文的控制方案使输入电流跟随电压变化，得到较高的功率因数。

TRIAC 调光功能可以很容易实现，关键是如何检测调光角和改变基于调光角的输出电流。

1. 1 TRIAC 调光器

图1 给出了TRIAC 调光器经整流后的波形图。由图可看出，TRIAC 在琢角时触发导通，当电压过0 时关断。此时触发相位角的输出电压Vout由式(1)计算。

其中，Vout和Vin 分别是调光器输出电压和线电压的有效值。VF 是LED 的阈值电压。

此时功率因数可由式(2)表示。

在调光情况下，输出电压波形明显发生畸变，且产生谐波。由式(2)可知，当调光角由α逐渐接近π时，功率因数也随着减小。因此，需要设计功率因数校正电路以提高功率因数。

图1 TRIAC 调光器整流后波形

1. 2 单级反激PFC 变换

为得到较高的功率因数，反激变换器通常用于DCM 或CRM 模式。原边控制的反激变换控制原理图如图2 所示。每个开关周期的输出电流都由Io 计算模块计算，然后累积输出电流Io-est 与输出参考电流Io-REF 比较，误差信号Vea 反馈给乘法器。误差放大器的频带宽度远低于传统PFC 控制器的线性频率。乘法器的其他输入是电流波形参考信号Vac(t)，与整流器总线电压Vd 有相同的波形。乘法器IREF输出用来控制流经原边开关的峰值电流。

图2 原边控制的反激PFC 电路

当原边开关Q1导通，变压器磁化电流(isw)呈线性增加。当isw达到参考电流IREF,开关Q1关断，磁化电流传输到副边。副边二极管D1导通，磁化电流线性增加。一旦电流达到0，开关管Q1重新导通。

在DCM 模式下的稳态波形如图3 所示。

图3 DCM 模式下原边信号的稳态波形