PFC备份电路的关键技术

PFC备份电路的关键技术

在中大功率应用场合，作为前级有源PFC电路，BOOST升压电路是最常用的拓扑。

由于PFC电路通过整流电路直接与电网相连，因此电网里的浪涌或是雷击等因素容易造成PFC电路故障。当PFC电路故障时，容易造成后级负载不能正常工作，可分为以下两种情况：第一种情况，后级负载因PFC电路的故障而断电造成不能工作；第二种情况，虽PFC电路故障但仍能提供电流通路时，由于PFC电路故障使得其输出电压不再稳定，而是跟随电网的波动而变化，造成负载上的电压纹波过大，造成负载的工作性能差，比如效率降低。

如何保证PFC电路损坏后，还能保证后级电路正常工作，是该技术解决的主要问题。如下图9，在PFC电路的输出串联一个PFC备份电路，当PFC电路正常工作时，PFC电路用来实现功率因数校正功能，PFC备份电路仅用于提供电流通路；当PFC电路故障时，PFC电路仅用于提供电流通路，PFC备份电路用来稳定输出电压。这样PFC电路和PFC备份电路可以有条件地交替工作，保证驱动系统的可靠性。

从LED照明的可靠性及成本来看，多路驱动的模块化LED灯具将成为未来LED照明的趋势。目前国内外各研究机构和生产企业进行多路LED驱动电源技术开发，主要是基于新型正反激组合变换器LED驱动电源研究，采用电压型变频控制，三级变换器电路均工作在临界模式，此技术可以提高驱动电源的可靠性，但是电路复杂，成本较高。本研究项目关键技术主要创新点在于：

（1）突破传统三级变换实现LED的多路驱动思路，采用两级变换实现对LED的多路驱动。利用谐振电容参与主电路的谐振变换特性，改善了变换器的动态响应速度，减小变换器起机等动态条件下对LED负载的冲击电流，提高驱动的可靠性。同时利用谐振电容实现对多路输出负载电流的均衡，实现了多路输出间高精度的均流特性，具有成本低、体积小、效率高等特点。新型的电路拓扑，解决了多路驱动电路开路及短路保护问题，任何一路损坏保证其它路输出正常，最大限度保证了电路的可靠性。同时保护电路对LED负载没有任何冲击电流，进一步提高电路的可靠性，降低成本。

（2）提出新型的单开关正反激多路输出电路，主电路原边只有一个开关管即可以实现变压器副边多路输出的均流控制，进一步降低了电路成本；由于主变压器实现双向利用，减小变压器体积，提高效率；副边的均流电容不仅实现了多路输出的均流控制，同时和均流电感形成谐振回路，从而实现副边整流二极管的零电流开关状态，降低二极管反向恢复损耗，减少电磁干扰，进一步提高效率。

（3）提出PFC电路的备份思路，前级PFC电路做了PFC备份电路，有效解决了现有技术中当PFC电路故障时易造成后继电路不能正常工作的问题，且保证了后级负载的工作性能不会受PFC电路故障的影响，进一步保证驱动系统的可靠性。