LED灯驱动电源的设计与制作(5)

尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。

通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了[4]。

2.4反激变换器

反激式变换器（如图2.3）指的是开关截止器件将变压器储能传递给输出的变换器。这种电路的工作方式与倒置型电路（或升压型电路）的工作方式类似。它的绕组元件（带有次级绕组的电感器）具有电感器和变压器两种功能。理想的变压器在初级电路和次级

电路之间直接耦合能量，不储存能量；而在反激式变换电路内，因为要求绕组元件储存能量，所以需要空气隙，它与普通变压器不一样。

开关管导通期间，电流在初级电路里以线性方式上升，在电感器内储存能量（ 12Li）。在此期间，二极管VD阻止电流通过次级绕组流动。开关管截止期间，电2

感器内储存的能量通过次级和VD释放给负载，并对电容器充电[4]。

2.5功率因数校正

2.5.1 功率因数校正技术

近年来，迅猛发展的电力电子技术使大量的直流开关电源更加广泛的应用在计算机、通讯设、电力电子系统等众多领域，老式笨重、低效率的电源被众多轻巧、高性能的新型电源所取代。传统的AC/DC电能变换器和开关电源，其输入电路普遍采用了全桥二极管整流，输出端接到大容量电容器滤波器。虽然整流器电路简单可靠，但它们会在电网中吸取高峰值电流，使输入端的交流电流波形发生畸变，产生谐波，导致功率因数比较低。许多先进国家已经明文规定单台机器入网的最低功率因数限制，以提高电网供电质量，节约能源[5]。

2.5.2 谐波的产生及防范措施 目前，在广泛应用的电力电子设备中，整流装置所占的比例很大，常用的整流电源大部分采用晶闸管相控整流或二极管不控整流方式。其中，电容滤波式不控整流器的输入电流基波分量与电源电压相位大体相同，但是输入电流的谐波含量很高，这样就会给电网带来很大的谐波污染，使得功率因数较低[5]。

解决谐波问题的主要思路有两种，一种是被动的方式，即在电网侧对已经产生的谐波进行补偿。另一种是主动的方式，即对产生谐波的电力电子装置的拓扑结构和控制策略进行改进。使其产生较少甚至不产生谐波，使得输入电流和输入电压同相，达到提高功率因数的目的[5]。

黄河科技学院毕业设计说明书

2.5.3 谐波补偿和功率因数校正概念的提出 在过去的几十年中，为了补偿由电力电子设备带来的无功功率和谐波，已经提出了很多方法。大体上可以分为无源补偿和有源补偿两种方式。功率因数校正技术大致可分为无源和有源两类：

（1）无源PFC：对于早期的无源PFC,电网输入端先串联笨重的大电感器、大电容器。而之后产生的改进的无源PFC，在全波整流器之后再串接C-L-C滤波网络，它可用于镇流器和小功率电源中。新型的无源PFC是在全波整流器之后串接多个二极管与电容器组合的D-C网络。这种功率因数校正方式又被称为“填谷式”PFC电路，它主要是在二极管整流桥前面串接一个电感和电容组成的滤波器，可以使得整流桥中二极管的导通角增大，从而使得电流波形得到明显改善。这种无源的功率因数校正电路结构简单可靠。

无源补偿的基本原理是利用电容器提供的超前无功电流补偿电网的滞后无功，利用电感、电容构成的各次谐波滤波器、陷波器，吸收电网基波频率以外的谐波。有关无源滤波器的研究已趋于成熟，在实际系统中已经得到广泛的应用。

但是，无源滤波器也存在明显的缺陷。主要表现为电容器对无功的补偿是固定的，对负载变化的适应性差。无源滤波器尤其是低次谐波器的体积重量都相当可观。并且容易和系统发生谐振，使得滤波器过载甚至烧毁。

（2）有源PFC：低频有源PFC主要指大功能晶闸管电路。高频有源PFC是基于Boost变换器的PFC电路。另外还有其他PFC新技术如软开关PFC、三电平PFC、磁放大器PFC技术等。

高频有源功率因数校正技术是抑制电网交流输入谐波电流污染最佳的方法。它通过相应的一个或两个反馈控制电路。使输入电流平均值能自动跟随全波整流电压基准，并维持支流输出电压稳定。PFC电路使变换器的输入电流于输入电流波形均为正弦波形，并把两者校正为相同相位，它的作用可以看成把变换器电路当作一个电阻器，故也称为“电阻仿真器”。有源功率因数校正技术主要有乘法控制PFC技术和电压跟随控制PFC技术[5]。 第12页

黄河科技学院毕业设计说明书 第13页

3设计过程

3.1主要元器件介绍

3.1.1 L6562引脚说明

图3.1 L6562引脚图

1、INV：该引脚为电压误差放大器反相输入端和输出电压过压保护输入端；

2、COMP：该引脚同时为电压误差放大器的输出端和芯片内部乘法器的一个输入端，反馈补偿网络接在该引脚与INV之间；

3、MULT：该引脚为芯片内部乘法器的另一输入端；

4、CS：该引脚为芯片内部PWM比较器的反相输入端，可通过电阻来检测MOS管电流

5、ZCD：该引脚为电感电流过零检测端；

6、GND：该引脚为芯片地，芯片所有信号都以该引脚为参考，该引脚直接与主电路地相连；

7、GD：为MOS管的驱动信号输出引脚，为避免MOS管驱动信号震荡，一般在GD引脚与MOS管的栅极之间连接一十几欧姆到几十欧姆的电阻，电阻的大小由实际电路决定；

8、VCC：芯片电源引脚，该引脚同时连接于启动电路和电源电路。

3.1.2 LM358引脚说明

1、OUT1：输出1

2、IN1（-）：反相输入1

3、IN1（+）：正相输入1

4、GND：地

5、IN2（+）：正相输入2

6、IN2（-）：反相输入2

7、OUT2：输出2

8、Vcc：电源

3.2输入电路的设计

输入电路的设计如图3.3所示。电阻R1用来抑制电流，市电刚接通时，浪涌电流将非常大，和可能会使开关电源受到损坏，接入R1后，则可使浪涌电流显著减小。输入滤波器由C1、C2和T1构成，主要用来抑制开关电源对电网的高频干扰和电网对开关电源的高频干扰。D1、D2、D3和D4构成整流电路，对输入的交流电进行整流，整流后经过C3后输出。 图3.2 LM358引脚图

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