作者：www.nenghua.com.cn 发布日期：2014-08-16 00:23 信息来源：http://www.lp1995.com
0 引言
近年来，LED灯具(含LED和驱动电源)作为一种节能环保型照明灯具正在迅速推广，被广泛用于阅读灯、手电筒、汽车方向灯、小型聚光灯，标牌、建筑轮廓
及穹顶照明、便携式闪光灯、医疗照明及装饰照明灯等领域。如何降低LED驱动电源的总谐波失真，提高其功率因数，具有重要的现实意义。
1 功率因数与谐波失真
对无失真的交流电而言，其输入电压与输入电流的表达式分别为
式中的u、i均代表瞬时值，U、I为有效值，ψ表示相角。交流输入的视在功率S=UI，而有功功率P=UIcosψ。仅当cosψ达到1时，P=UI=S。
功率因数的英文缩写为PF(Power Factor)，其国标符号为λ。功率因数定义为有功功率与视在功率的比值：
当交流输入电流与电压保持同相位，且cosψ=1时，式(4)可简化为
利用功率因数校正器PFC(Power Factor
Corrector)，可使交流输入电流与交流输入电压保持同相位并滤除电流谐波，将设备的功率因数提高到接近于1的某一预定值。功率因数校正分无源功率
因数校正(PPFC)、有源功率因数校正(APFC)两种类型。无源功率因数校正的特点是电路简单，成本低廉。
2 基于无源填谷电路的9W可调光LED高压驱动电源
如上所述，开关电源的输入整流滤波电路所采用的整流二极管和滤波电容均属于非线性元器件，在交流输入正弦波电压为u时，交流输入电流i的波形会发生严重失
真，变成了尖峰脉冲，如图1所示。其特点是整流二极管的导通角显著变小，尽管电流有效值大，但电流平均值明显变小。例如，普通硅整流桥的响应时间大约为
3ms，而50Hz交流电的半周期只有10ms，仅此一项即可使桥臂上整流二极管的导通时间减小到7ms，所对应的导通角就从理想情况下的180°减至
126°。
为此，可在AC／DC变换器的输入级增加功率因数校正电路。 “填谷电路”(Valley
FillCircuit)就属于一种新型无源功率因数校正电路，其特点是利用整流桥后面的填谷电路来大幅度增加整流管的导通角，通过填平谷点，使输入电流
从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，将功率因数提高到0．9左右。与传统的电感式无源功率因数校正电路相比，其优点是电路简单，功率因数补偿效果显著，并
且在输入电路中不需要使用体积笨重的大电感器。
由LinkSwitch-TN系列产品LNK306P构成的基于无源填谷电路的9W恒流式LED高压驱动电源如图2所示。该电路主要有以下特点：
(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。
全部由无源元器件构成的无源填谷电路如图3所示。总共仅需使用3只二极管(VD6～VD8)、两只电解电容器(C3、C4)和一只电阻器(R3)。 VD6～VD8采用1N4007型硅整流管。C3与C4的容量必须相等，均采用22μF／200V的电解电容器。R3选用4．7Ω、2W的电阻器，开机时 可限制C3、C4上的冲击电流。填谷电路的特点是C3和C4以串联方式充电，而以并联方式进行放电。VD5为隔离二极管，可将整流桥与填谷电路隔离开。设 交流输入电压的有效值为u，峰值电压为UP，整流桥输出的脉动直流电压为UBR，VD5右端电压为UA(此即C3和C4上的总电压)。
