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LED无频闪技术之被动PFC(填谷电路)

来源:ofweek 日期:2017/5/10 10:42:33 浏览量:... 分享到:
关于无频闪的研究,从电源层面来看是最直观的,其实就是关于“频率”的问题,超高频人眼跟CCD探头都不会有感觉,低频人眼和CCD探头都会有直观的感受。实现无频闪的方式要么做超高频直流输出,要么就真正去除或者降低直流中的纹波含量。

 “ LED无频闪技术之基础篇”中,我们明确了以下概念:

 

什么是频闪?

如何测试频闪?

什么样的波动深度是被接受的?

简介实现无频闪的技术途径

 

今天,我们来讨论实现无频闪技术之方案一:被动PFC(填谷电路)。

什么是PFC?

 

PFC通俗的说就是功率因数校正,通过PFC电路,实现降低用电器对公共电网的谐波污染。关于功率因数(PF)和功率因数校正(PFC)的详细资料详见维基百科。

 

出于节能减排的需要,展现LED照明产品的健康友好,世界范围内的认证产品大都对LED驱动器的PF提出了明确要求。

 

图片1.png

图:PF为0.5左右时的波形

 

什么是被动PFC?

 

被动PFC通俗来讲,就是通过搭建一种电路,来提高电源的功率因数,以满足使用的需要。用于LED照明的开关电源是一种常见的非线性负载,典型的开关电源首先会用整流二极管产生直流电压,再由直流电压产生输出电压。由于整流器为非线性元件,其输入电流会有许多的高次谐波成份,欧盟为了提升功率因数,特在认证标准中设置了谐波含量的标准(一般LED照明设备需满足低于20%的最低要求)。

 

如何降低被动PFC电路中的谐波含量?

 

最简单降低谐波电流的方式是使用只含有被动元件的滤波器,此作法称为被动功率因数校正或无源功率因数修正(passive PFC)。例如设计一滤波器,只让基频(50或60Hz)频率的电流通过,滤波器可降低谐波电流,因此会使非线性元件的输入电流会和线性元件比较接近。若要功率因数接近1,需要使用电容或电感。一般这类的滤波器需使用大电流的电感,其体积较大,难以满足LED驱动电源的尺寸要求。而采用电容组来校正负载的非线性设计--填谷电路就成了最佳方式。

 

填谷电路采用两个大的电容和三个二极管进行功率因素校正,同时吸收交流纹波。

图片2.png

图:典型的填谷电路

 

需要注意的是:填谷电路输出电压谷值只有电解滤波电路谷值的一半,当DC端输出电压高于40V时,电源没法兼容100~277VAC全电压输入范围,只适用175V AC以上的电网稳定使用。被动PFC校正后批量产品的PF值也很难达到0.9以上,一般在0.85-0.9左右。

 

图片3.png

图:PF为0.9左右时的波形

 

通过高频光度计测试,采用被动PFC(填谷电路)可实现5-8%波动深度,这样做的好处是,不管是隔离还是非隔离电路都可通过加装填谷电路,实现无频闪设计,满足此类客户的使用需要。

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