工作原理

由于TRIAC 調(diào)光很普遍，成本較低，因此，能夠與LED 驅(qū)動電源兼容的TRIAC 調(diào)光器很普遍。在實際應(yīng)用中，盡管由于輸入電流高度扭曲使得功率因數(shù)無關(guān)緊要，但在帶PFC 控制的調(diào)光中，使輸入電流跟隨輸入電壓仍具有意義。本文的控制方案使輸入電流跟隨電壓變化，得到較高的功率因數(shù)。

TRIAC 調(diào)光功能可以很容易實現(xiàn)，關(guān)鍵是如何檢測調(diào)光角和改變基于調(diào)光角的輸出電流。

1. 1 TRIAC 調(diào)光器

圖1 給出了TRIAC 調(diào)光器經(jīng)整流后的波形圖。由圖可看出，TRIAC 在琢角時觸發(fā)導(dǎo)通，當(dāng)電壓過0 時關(guān)斷。此時觸發(fā)相位角的輸出電壓Vout由式(1)計算。

其中，Vout和Vin 分別是調(diào)光器輸出電壓和線電壓的有效值。VF 是LED 的閾值電壓。

此時功率因數(shù)可由式(2)表示。

在調(diào)光情況下，輸出電壓波形明顯發(fā)生畸變，且產(chǎn)生諧波。由式(2)可知，當(dāng)調(diào)光角由α逐漸接近π時，功率因數(shù)也隨著減小。因此，需要設(shè)計功率因數(shù)校正電路以提高功率因數(shù)。

圖1 TRIAC 調(diào)光器整流后波形

1. 2 單級反激PFC 變換

為得到較高的功率因數(shù)，反激變換器通常用于DCM 或CRM 模式。原邊控制的反激變換控制原理圖如圖2 所示。每個開關(guān)周期的輸出電流都由Io 計算模塊計算，然后累積輸出電流Io-est 與輸出參考電流Io-REF 比較，誤差信號Vea 反饋給乘法器。誤差放大器的頻帶寬度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)PFC 控制器的線性頻率。乘法器的其他輸入是電流波形參考信號Vac(t)，與整流器總線電壓Vd 有相同的波形。乘法器IREF輸出用來控制流經(jīng)原邊開關(guān)的峰值電流。

圖2 原邊控制的反激PFC 電路

當(dāng)原邊開關(guān)Q1導(dǎo)通，變壓器磁化電流(isw)呈線性增加。當(dāng)isw達(dá)到參考電流IREF,開關(guān)Q1關(guān)斷，磁化電流傳輸?shù)礁边?。副邊二極管D1導(dǎo)通，磁化電流線性增加。一旦電流達(dá)到0，開關(guān)管Q1重新導(dǎo)通。

在DCM 模式下的穩(wěn)態(tài)波形如圖3 所示。

圖3 DCM 模式下原邊信號的穩(wěn)態(tài)波形