恒流LED驱动电源带无源PFC实例

无源填谷电路属于无源PFC变换器的一种。由LinkSwitch-TN系列产品LNK306P构成基于无源填谷电路的9W恒流式LED高压驱动电源如图12-3所示。该电路主要有以下特点：

图12-3 基于无源填谷电路的9W恒流式LED高压驱动电源

（1）电路简单，成本低廉。将无源填谷整流滤波电路与LNK306P相匹配，实现功率因数校正。当交流输入电压范围为108～132V时，可将功率因数提高到0.92以上，最高可达0.965（所对应的交流输入电压为90V）。满载条件下的电源效率超过85%。

（2）在交流输入端使用了复式EMI滤波器（C₁、L₁、L₂和C₂），R₁、R₂为泄放电阻。

（3）利用晶体管（VT，2N3906）电路实现欠电压保护。

（4）在整流桥与填谷电路之间增加了隔离二极管VD₅。

输出过电压保护电路由稳压管VD_Z1和VD_Z2构成，二者的稳压值分别为39V、36V（均为典型值）。一旦负载开路，可将输出电压钳位在75V左右，起到保护作用。当负载开路时C₈上的电荷可通过R₁₃泄放掉。C₉为降噪电容，用于降低输出噪声。

R₁₁为电流检测电阻，所设定的额定输出电流为130mA。R₁₁上的电压被加到光耦合器PC817A中的LED的两端。该反馈信号可通过PC817A中的光敏晶体管、R₅接至LNK306P的反馈端FB。R₁₂为反馈环路直流增益的设定电阻。

欠电压保护电路由R₄、R₇～R₉、C₆和PNP型晶体管VT构成。通过对U_BR进行取样，能间接地判定电网电压是否正常。U_BR通过R₇～R₉分压后在R₉上得到脉动电压，再经过C₆滤掉纹波后获得直流取样电压U_Q，加到VT的基极上。当交流输入电压过低时U_BR也显著降低。一旦U_BR达到欠电压阈值U_BR（UV），U_Q就降到5.1V以下，令VT导通，使集电极电流流入FB端，将MOSFET关断，从而起到欠电压保护作用。欠电压阈值由下式确定：(www.xing528.com)

从中可解出

当MOSFET关断时，L₃产生的反向电动势使VD₉导通。L₃上储存的电能就通过VD₉向负载供电，并对输出滤波电容C₈进行充电。当MOSFET导通时，L₃储能，VD₉因处于反向偏置而截止，C₈进行放电，继续向负载供电。LNK306P采用开/关控制法。当反馈到FB端的电流超过49μA时，禁止MOSFET在该开关周期内工作；进入下一开关周期后，再次对FB端的电流采样，若电流小于49μA，则允许MOSFET工作。对输出电压的调节就是通过禁止（跳过）或使能开关周期来完成的。

设计要点：

（1）输出整流管VD₉的反向耐压值应高于直流输出电压的最大值，并留出25%的余量，使VD₉做降额使用。

（2）为了能平均分配电压，C₃与C₄的容量必须相等，二者的总耐压值应达到400V。

（3）储能电感L₃采用TDK PC40EE EE19型铁氧体磁心，用ϕ0.29mm漆包线绕180匝，电感量为2.2mH（允许有±12%的误差）。