PFC開關電源電路設計分享

昨天我們為大家分享了一種PFC開關電源的原理和硬件部分的設計思路，這種基于LED路燈的PFC開關電源非常適用于公共場所的路燈照明應用，且具有可靠性高、能耗低等優勢。在今天的文章中，我們將會繼續就這一PFC開關電源的電路設計展開分享，下面就讓我們一起來看看吧。

恒流恒壓電路設計

在這一基于LED路燈的PFC開關電源電路設計過程中，為了達到恒流恒壓的設計效果，在本方案中我們選擇使用恒流恒壓控制器件TSM101，來調節整體電路系統中的輸出電壓和電流，使之能夠穩定恒流驅動。這種橫流恒壓電路的設計如下圖圖1所示。通過TSM101的控制作用，保證了電源恒流和恒壓工作。

從圖1中我們可以看到，在該系統中，Uout+和Uout-作為這一PFC開關電源模塊的輸出電壓，首先要使用隔離變壓器經過雙二極管和電解電容器進行濾波，之后再經過電感L4和電容濾波后輸出，此時Uout+和Uout-才能夠直接加在LED路燈上。可調電阻器RV1和RV2在該電路中的主要作用是分別調節輸出電壓和電流的大小。R10和R11為22mΩ的電阻，分別對電源輸出的電壓和電流采樣。TMS101的輸出TOUT通過光電耦合器、可控硅和三極管等電路送到L6561的引腳5，通過反饋電路實現恒流控制。器件引腳8接輔助電源，引腳4接變壓器T1副邊地。

圖1 恒流恒壓電路

比較器電路設計

在該種基于LED路燈所設計的PFC開關電源中，其主系統的比較器電路設是非常重要的，在本方案中，我們選擇采用比較器LM258，其設計的比較器電路如下圖圖2所示。可以看到，在圖2所展示的這一電路系統中，輸出端的采樣電阻兩端的電壓信號VR+和VR-送到比較器LM258，通過與預設電壓進行比較，產生電壓反饋信號DOUT。VF為變壓器T1副邊繞組產生的輔助電源。

圖2 PFC開關電源比較器電路設計

PFC電路設計

在本方案中，PFC電路是最重要的設計部分，為了保障我們所設計的這一開關電源模塊能夠維系LED路燈的恒流驅動照明，我們選擇采用最常見的有源功率因數校正的控制器件L6561看來完成PFC電路部分的設計工作。完成后的PFC電路如下圖圖3所示。

可以看到，在圖3所展示的這一PFC電路系統中，PFC控制器件L6561的引腳8為電源輸入端，由變壓器T1的副邊繞組提供。引腳7為驅動信號輸出引腳，直接驅動MOS管VQ1;引腳6為參考地，該引腳和主回路的地連在一起。L6561的引腳5為過零檢測引腳，在實際應用時主要用于確定何時導通MOS管。變壓器T1的引腳1和引腳2組成的繞組，通過電阻將電感電流過零信號傳輸至該器件的引腳5，同時比較器LM258產生的信號DOUT通過光耦、三極管、可控硅等傳輸至器件的引腳5，以檢測輸出電流。

圖3 PFC電路

上圖中，PFC控制器件L6561的引腳4為MOS管電流采用引腳，器件將該引腳檢測到的信號與器件內部產生的電感電流信號相比較，以此來確定何時關斷MOS管。其引腳3為器件內部乘法器的一個輸入端，該引腳與整流橋電路輸出電壓相連，確定輸入電壓的波形與相位，用以生成器件內部的電感電流參考信號。在圖1恒流恒壓電路中所輸出的Ubout，經3只電阻分壓后傳送到引腳3。引腳2為內部乘法器的另一個輸入端，同時為電壓誤差放大器的輸出端，引腳1為系統反饋電壓的輸入端。恒流恒壓器件的輸出TOUT通過光耦將電壓反饋傳送到器件的引腳1，形成輸出電壓的負反饋回路。電阻R28和電容C18連接于器件的引腳1和引腳2之間，用于形成電壓環的補償網絡。

以上就是本文所分享的基于LED路燈的PFC開關電源電路設計方案，通過上文的介紹我們可以看到，在這一方案中，其內部電路的設計中主要采用電壓環反饋，且限壓恒流，因此本方案具有效率高、恒流準、范圍寬等優勢。