( b) PFC控制输入与LLC变换器
图5 采用PLC810PG的150W LED路灯电源
3. 1 输入滤波器/PFC主电路/偏置电源
在图5 ( a)中,电容C1, C2, C3, C4, C5, C6和共模电感器L1, L2 组成输入EM I滤波器, R1 ~R3 在AC电源切断时为电容放电提供通路。NTC 热敏电阻RT1在系统启动时限制浪涌电流,当电路开始正常工作时,继电器RL1将RT1旁路, RT1不再有功率损耗,可使电源效率提高1%~1. 5%。
BR1是桥式整流器,在接通AC电源后,电流经二极管D1对PFC升压转换器输出电容C9 充电,浪涌电流不经过PFC电感器L4,从而使L4不会出现饱和。
L4, PFC开关(MOSFET)Q2,升压二极管D2和输出电容C9等,组成PFC升压变换器主电路。在140~265VAC输入电压范围内,输出电压稳定在385VDC (B+与B - 之间) ,并在BR1输入端产生正弦AC电流,使系统呈现纯电阻性负载,线路功率因数( PF)几乎等于1。晶体管Q1,Q3等组成Q2的缓冲级。R6和R8是PFC级电流传感电阻,二极管D3, D4在浪涌期间箝位R6和R8上的电压(即两个二极管上的正向压降) 。Q2栅极和漏极串接的铁氧体磁珠( Φ<3. 5 mm ×3. 25 mm, 20 Ω ) ,用作改善EM I特性。PFC开关Q2的散热器通过C80接初级地(B - ) 。
L4的副绕组是偏置线圈, 其输出由D22, D23,R109, C75, C76倍压整流和滤波,作为后随偏置稳压器的DC输入。在系统通电后,电流通过Q24,D24对C70 充电,为U1 ( PLC810PG) 提供启动偏置。Q27,R111和齐纳二极管VR9组成射极跟随稳压器。当偏置电压VCC达到稳定时,Q25关闭启动电路,并且Q26接通继电器RL1,将热敏电阻RT1短路。
3. 2 PFC电路控制输入和LLC变换器
基于U1的LED路灯PFC电路控制输入和半桥LLC谐振转换器电路如图5 ( b)所示。
在图5 ( b)中,U1引脚GATEP上的PWM信号驱动PFC开关Q2。R6和R8上的电流传感信号经R45,C73滤波输入到U1引脚ISP,来执行PFC算法控制,并提供过电流保护。PFC输出电压VB +经R39~41,R43, R46和R50取样,并经C25滤除噪声,输入到U1引脚FBP,来执行PFC输出电压调节和过电压以及电压过低保护。U1引脚VCOMP外部R48, C26, C28为频率补偿元件。当引脚VCOMP 上的信号较大时,Q20导通,将C26旁路,可使PFC控制环路能够快速响应。
Q10,Q11为半桥功率开关(MOSFET) 。C39是谐振电容。C39与变压器T1初级绕组构成LLC谐振槽路。T2次级输出经D9, C37, C38整流滤波,产生48 V输出,为LED路灯模块供电。
48 V的输出由R67, R66采样,经稳压器U3,光电耦合器U2及R54, D16, R53等反馈到U1 的FBL 引脚,来执行输出电压调节和过电压保护。流入引脚FBL的电流越大,LLC级开关频率也就越高。最高开关频率由U1引脚FMAX与VREF之间的电阻R52设定。R49, R51, R53设置下限频率。C27是LLC级软启动电容,软启动时间由C27和R49, R51共同设定。
R59是T1初级电流感测电阻。R59上的电流感测信号经R47, C35滤波输入到U1的ISL引脚,以提供过电流保护。
偏置电压VCC经R37 , R38分别加至U1 的VCC和VCCL引脚,将U1模拟电源和数字电源分开。R55和铁氧体磁珠L7,在PFC与LLC地之间提供隔离。U1内半桥高端驱动器由自举二极管D8,电容C23和电阻R42供电。Q10和Q11散热器经C78连接到初级地(B - ) 。