PFC備份電路的關鍵技術

PFC備份電路的關鍵技術

在中大功率應用場合，作為前級有源PFC電路，BOOST升壓電路是最常用的拓撲。

由于PFC電路通過整流電路直接與電網相連，因此電網里的浪涌或是雷擊等因素容易造成PFC電路故障。當PFC電路故障時，容易造成后級負載不能正常工作，可分為以下兩種情況：第一種情況，后級負載因PFC電路的故障而斷電造成不能工作；第二種情況，雖PFC電路故障但仍能提供電流通路時，由于PFC電路故障使得其輸出電壓不再穩定，而是跟隨電網的波動而變化，造成負載上的電壓紋波過大，造成負載的工作性能差，比如效率降低。

如何保證PFC電路損壞后，還能保證后級電路正常工作，是該技術解決的主要問題。如下圖9，在PFC電路的輸出串聯一個PFC備份電路，當PFC電路正常工作時，PFC電路用來實現功率因數校正功能，PFC備份電路僅用于提供電流通路；當PFC電路故障時，PFC電路僅用于提供電流通路，PFC備份電路用來穩定輸出電壓。這樣PFC電路和PFC備份電路可以有條件地交替工作，保證驅動系統的可靠性。

從LED照明的可靠性及成本來看，多路驅動的模塊化LED燈具將成為未來LED照明的趨勢。目前國內外各研究機構和生產企業進行多路LED驅動電源技術開發，主要是基于新型正反激組合變換器LED驅動電源研究，采用電壓型變頻控制，三級變換器電路均工作在臨界模式，此技術可以提高驅動電源的可靠性，但是電路復雜，成本較高。本研究項目關鍵技術主要創新點在于：

（1）突破傳統三級變換實現LED的多路驅動思路，采用兩級變換實現對LED的多路驅動。利用諧振電容參與主電路的諧振變換特性，改善了變換器的動態響應速度，減小變換器起機等動態條件下對LED負載的沖擊電流，提高驅動的可靠性。同時利用諧振電容實現對多路輸出負載電流的均衡，實現了多路輸出間高精度的均流特性，具有成本低、體積小、效率高等特點。新型的電路拓撲，解決了多路驅動電路開路及短路保護問題，任何一路損壞保證其它路輸出正常，最大限度保證了電路的可靠性。同時保護電路對LED負載沒有任何沖擊電流，進一步提高電路的可靠性，降低成本。

（2）提出新型的單開關正反激多路輸出電路，主電路原邊只有一個開關管即可以實現變壓器副邊多路輸出的均流控制，進一步降低了電路成本；由于主變壓器實現雙向利用，減小變壓器體積，提高效率；副邊的均流電容不僅實現了多路輸出的均流控制，同時和均流電感形成諧振回路，從而實現副邊整流二極管的零電流開關狀態，降低二極管反向恢復損耗，減少電磁干擾，進一步提高效率。

（3）提出PFC電路的備份思路，前級PFC電路做了PFC備份電路，有效解決了現有技術中當PFC電路故障時易造成后繼電路不能正常工作的問題，且保證了后級負載的工作性能不會受PFC電路故障的影響，進一步保證驅動系統的可靠性。