符合“能源之星”固态照明标准的离线型LED驱动器GreenPoint参考设计
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等 。这 类 Ｌ Ｄ 照 明应 用 的功 率 一 般 在 １ １ ｗ 间 ， 于 低功 Ｅ 到 ２ 属 图 １ 典 型 填 谷 电路 ３ 电容 和 ６个 二 Hale Waihona Puke Baidu 管 。 颗
率应用。这类低 功率应用 最适 宜的电源拓扑结构是隔离 型反
激 拓 扑结 构 。不 利 的 是 ， 有 用 于设 计 这 些 电源 的标 准设 计 技 现
与电流之间的相位降低 了功率因数 ，故需要存滤波需求与维 持高功率因数之间取得平衡。
根 据 电 磁 干 扰 的 属 性 及 滤 波 器 元 件 的 复 杂 特 性 ， 容 Ｃ 电 ｌ
纹波 鞋， 应用可能要求使用这种方案。 某 如果频率高 于可 见
解决方案
高功率 因数通 常需要正弦线路电流 ，且要求线路电流及 电压之间的相位差 极小 。修改设计的第一步就是在开关段前
获得极低的电容 ， 从而得到更贴近正弦波形 的输入电流。 这使 整流电压跟随线路 电压 ， 产生更理想 的正 弦输入 电流 。这样 ， 反激转换器的输入 电压就 以线路频率的 ２倍跟随整流正弦电
定的输 入， 维持 电能流 向负载。这种配置的功率利用率或输入 线路波形的功率 因数较低 。线路 电流在接近电压波形峰值 的 大幅度 窄脉 冲处消耗 ， 引入 了干扰性的高频谐波 。 业 界有关无 源（ａｓ ｅ功率因数校ｉ （Ｆ ） Ｐｓｉ ） ｖ ￣ Ｃ的方案众多 ， Ｐ 这 些方案通常都使用较多的额外 元器件 ，其 中的一种方案就是 谷底填谷（ｍｅ— ｌ整流器 ， 中采用的 电解 电容和二极管组 ｗ ｙ ｉ１ ￣） 其 合增大了线 路频 率导通角 ， 从而改善功率 因数 。实际上 ， 这个 过程利用高线路 电压 以低电流给串联电容充电 ，然后在较低 电压时以较大 电流让电容放 电给开关稳压器。 典型应用使用 ２
波来 校正 一 种选 择 是大 幅增 加 输 电 容 。从 而 减小 １０Ｈ ２ ｚ
求限制 Ｔ电源输 入电流的高频分量 。通常滤波器 由电容和电 感组成 ， 以削弱不 良信号 。 可 输入线路 连接的电容以与输人
电压 呈 ９ 的异 相 电 流 导通 ， ０ 这种 转 移 电流通 过 位 移 输 入电 压
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馆
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方面的全面改善，同时结合小巧 、低压 工作及环保等众多优
势 ，Ｅ Ｌ Ｄ照明（ 也称固态照明（ｓ ） ｓ Ｌ１ 正在掀起一场照 明革命 。而 在节能环保 的趋势下 ，Ｅ Ｌ Ｄ照 明 自然也成 为众多规 范机构所 瞄准的 目标 。 如美国能源部 ” 能源之 星 ” 目的 １１ 项 ． 版固态照 明标准 自 ２０ 年 ２ ０９ 月开始 生效 ， 中国的中国标准化研究 院也 在牵头携手相关机构 ， 准备在 ２ １ ０ ０年发布 中国版本的 Ｌ Ｄ照 Ｅ 明能效标准 。 就 ” 能源之星 ”的新版固态照明标准 而言 ， 这标 准的一项 重要特 点是要 求多 种住宅 照 明产品 的功率 因数 最低要 达到 ０ ， 中的一些典型产 品有便携式台灯 、 ．其 ７ 橱柜灯及户外走廊灯
术通常使得 功率 因数 （ ） Ｐ 仅在 ０５至 ０６的范 围。本文将分析 Ｆ ． ． 现有设 计功率因数低 的原 因 ，探讨 改善功率因数的技术及解
决方案 ， 介绍相关设计过程及分享测试部分数据 ， 显示这参考 设计如何轻 松符合 ” 能源之星 ”固态照 明规范对住宅 Ｌ Ｄ照 Ｅ 明应用功率 因数 的要求。
设计背 景
典 型离 线 反 激 电源 转 换 器 在 开 关 稳 压 器 前 面采 用 全 波 桥
整流器及大电容 ，选择这种 配置的原因是每 ２个线路周期 内 线路功率降低 ， 直到零 ， 然后上升至下一个峰值 。大 电容 作为
储 能 元 件 ， 补 相 应 所 缺 失 的功 率 ， 开 关 稳 压 器 提 供 更 加恒 填 为
个电容和 ３ 个二极管 ， 而要进一步增强功率 因数性 能 ， 则使用
囝 圣质 童
测 试 测 量技 术
的纹 波 。
开 关 稳 压 器 从输 入 源 消耗 脉 冲 电流 。有 关 谐 波 含 量 的 要
盘｝ Ｉ： 】 所述 ， 输入电流必须保持在 儿近正弦 的波形 ， 从而实 现高功率冈数 。高功率因数的关键在 于通过将 反馈输 入维持 在 线路频率相关的恒定电平，不允许控制环路针对输出纹
虽然填谷整流器提高了线路电流的利用率 ，但 并未给开 关稳压器提供 恒定 的输入。 供给 负载 的功率会有较 大纹波 ， 提 达线路电源频 率的 ２倍 。 需要 指出的是 ， 仍然需要 ４个二极管 来对线路电源整流 ，使这种方案所用 的二极管数量达到 ７个
或 １ 。这些二极 管及 多个 电解 电容增加 了方案成本 ， ０个 降低 了可靠性 ， 占用了可观的电路板 面积 。 并 另外一种 方案是在反 激转换器 前采用有 源 （ｃｒ） Ｆ Ａ ｔｅ Ｐ Ｃ ｉ 段 ， Ｎ Ｐ６７ 。 如 Ｃ １０ Ｂ 这种方案提供典型性能高于 Ｏ ８的优异功 ． ９ 率 因数 ， 但增加 了元件 数量 、 降低 了效率及增加 了复杂性 ， 最 适用的功率电平远 高于本应用的功率电平。
压波形。如果输入电流保持在相 同波形 ， 功率 因数就高。提供
给 负载 的 能量 就 是 电压 与 电流 的 乘 积 ，是 一 个正 弦 平 方
（ｎ—ｑ ａｅ） 。由于这种 正弦平方波形 的能量传 递 ， ｓ ｅ ｓｕｒｄ波形 ｉ 负载 将遭遇线路频率 ２ 的纹波 ，本质上类似于填谷电路 中出现 倍
翟
符 合 ，能 源 之 星 态 照 明 标 准 的 离 线 型 Ｌ Ｄ 驱 动 器 ， ”固 Ｅ Ｇｒ ｅ Ｐ ｉｔ 参 考 设 计 ｅ ｎ ｏｎ ⑧
安 森美 半 导 体
随着高亮度发光 二极管（ Ｂ Ｌ Ｄ 在光输 出、 Ｈ —Ｅ ） 能效 及成本
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与电流之间的相位降低 了功率因数 ，故需要存滤波需求与维 持高功率因数之间取得平衡。
根 据 电 磁 干 扰 的 属 性 及 滤 波 器 元 件 的 复 杂 特 性 ， 容 Ｃ 电 ｌ
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解决方案
高功率 因数通 常需要正弦线路电流 ，且要求线路电流及 电压之间的相位差 极小 。修改设计的第一步就是在开关段前
获得极低的电容 ， 从而得到更贴近正弦波形 的输入电流。 这使 整流电压跟随线路 电压 ， 产生更理想 的正 弦输入 电流 。这样 ， 反激转换器的输入 电压就 以线路频率的 ２倍跟随整流正弦电
定的输 入， 维持 电能流 向负载。这种配置的功率利用率或输入 线路波形的功率 因数较低 。线路 电流在接近电压波形峰值 的 大幅度 窄脉 冲处消耗 ， 引入 了干扰性的高频谐波 。 业 界有关无 源（ａｓ ｅ功率因数校ｉ （Ｆ ） Ｐｓｉ ） ｖ ￣ Ｃ的方案众多 ， Ｐ 这 些方案通常都使用较多的额外 元器件 ，其 中的一种方案就是 谷底填谷（ｍｅ— ｌ整流器 ， 中采用的 电解 电容和二极管组 ｗ ｙ ｉ１ ￣） 其 合增大了线 路频 率导通角 ， 从而改善功率 因数 。实际上 ， 这个 过程利用高线路 电压 以低电流给串联电容充电 ，然后在较低 电压时以较大 电流让电容放 电给开关稳压器。 典型应用使用 ２
波来 校正 一 种选 择 是大 幅增 加 输 电 容 。从 而 减小 １０Ｈ ２ ｚ
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术通常使得 功率 因数 （ ） Ｐ 仅在 ０５至 ０６的范 围。本文将分析 Ｆ ． ． 现有设 计功率因数低 的原 因 ，探讨 改善功率因数的技术及解
决方案 ， 介绍相关设计过程及分享测试部分数据 ， 显示这参考 设计如何轻 松符合 ” 能源之星 ”固态照 明规范对住宅 Ｌ Ｄ照 Ｅ 明应用功率 因数 的要求。
设计背 景
典 型离 线 反 激 电源 转 换 器 在 开 关 稳 压 器 前 面采 用 全 波 桥
整流器及大电容 ，选择这种 配置的原因是每 ２个线路周期 内 线路功率降低 ， 直到零 ， 然后上升至下一个峰值 。大 电容 作为
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个电容和 ３ 个二极管 ， 而要进一步增强功率 因数性 能 ， 则使用
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开 关 稳 压 器 从输 入 源 消耗 脉 冲 电流 。有 关 谐 波 含 量 的 要
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虽然填谷整流器提高了线路电流的利用率 ，但 并未给开 关稳压器提供 恒定 的输入。 供给 负载 的功率会有较 大纹波 ， 提 达线路电源频 率的 ２倍 。 需要 指出的是 ， 仍然需要 ４个二极管 来对线路电源整流 ，使这种方案所用 的二极管数量达到 ７个
或 １ 。这些二极 管及 多个 电解 电容增加 了方案成本 ， ０个 降低 了可靠性 ， 占用了可观的电路板 面积 。 并 另外一种 方案是在反 激转换器 前采用有 源 （ｃｒ） Ｆ Ａ ｔｅ Ｐ Ｃ ｉ 段 ， Ｎ Ｐ６７ 。 如 Ｃ １０ Ｂ 这种方案提供典型性能高于 Ｏ ８的优异功 ． ９ 率 因数 ， 但增加 了元件 数量 、 降低 了效率及增加 了复杂性 ， 最 适用的功率电平远 高于本应用的功率电平。
压波形。如果输入电流保持在相 同波形 ， 功率 因数就高。提供
给 负载 的 能量 就 是 电压 与 电流 的 乘 积 ，是 一 个正 弦 平 方
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符 合 ，能 源 之 星 态 照 明 标 准 的 离 线 型 Ｌ Ｄ 驱 动 器 ， ”固 Ｅ Ｇｒ ｅ Ｐ ｉｔ 参 考 设 计 ｅ ｎ ｏｎ ⑧
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