如何以单级的方式驱动带功率因数校正的LED

作者：Brian King

PFC-SEPIC LED 驱动器 — 哇，缩写词真多！

PFC 代表“功率因数校正”

SEPIC 代表“单端初级电感转换器”

当然，LED 代表“发光二极管”

在一个转换器中整合这三种特性，可为 LED 照明提供具有良好功率因数的高效率单级解决方案。图 1 是 PFC-SEPIC LED 驱动器的原理图。

图 1. PFC-SEPIC 转换器可使用传统 PFC 升压控制器控制。

SEPIC 的一个重要特征是缺少隔离功能。这样该结构就只能用在不需要安全隔离的应用中。想一下完全密封的应用，用户不能访问通电部件，例如路灯和高顶棚灯。

大多数 PFC 转换器都使用升压拓扑，需要输出电压高于峰值线路电压。SEPIC 拓扑允许输出电压高于或低于输入电压。这有助于控制器直接调节 LED 灯串中的电流，无需二级功率级。

任何 PFC 升压控制器都可用于驱动 PFC-SEPIC 功率级。这是因为电源开关位于低侧，就像在升压拓扑中一样。

PFC 升压控制器强制开关中的峰值电流跟随输入电压正弦波，因此可提供良好功率因数。与升压拓扑不同，在耦合电感器 SEPIC 中，当开关关断时没有输入电流流动。因此，功率因数没有升压拓扑中那么高。

然而，功率因数很容易保持在 0.9 以上，这对大多数照明应用来说已经足够了。

图 2 是线路电压及电流以及电流谐波量的实例，其中谐波量保持在 EN61000-3-2 C 类要求以下。

图 2. 该拓扑不仅可提供良好功率因数，而且还符合 EN61000-3-2 C 类标准。

使用该拓扑可实现极高的效率，因为：

1. 使用单级实现 PFC、功率转换与稳压，可消除有关双重或三重转换的不利因素；
2. SEPIC 的钳位电容器可收回耦合电感器中的泄漏能量，与反激拓扑相比，可轻松节省 2% 的能源或提高效率。

如果文章内容激发了您对 PFC-SEPIC 拓扑的兴趣，这里有一些来自 TI Designs PowerLab 库的 PFC-SEPIC LED 驱动器设计，您可用来快速启动项目。

• PMP3976 — 150VAC-264VAC 输入、100W SEPIC-PFC LED
• PMP5112 — 95VAC-305VAC 输入、50W SEPIC-PFC LED 驱动器
• PMP5242 — 0.110A 208V PFC SEPIC 非隔离 LED 串

原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2014/07/11/powerlab-notes-how-to-drive-leds-with-power-factor-correction-in-a-single-stage.aspx

审核编辑：符乾江