功率因数基础知识

当输入电压和电流同相，输入电压和电流波形一致时，功率因数为理想的“1”。当输入电压和输入电流波形之间的相位差增大时，功率因数将下降，系统效率也将降低。但是，升压转换器内置了电流波形控制功能，它能跟踪输入电压波形，从而维持近乎为1的功率因数。

为了提高功率因数，可以在初级侧驱动器电路和控制电路之前增加一个两级功率因数校正(PFC)升压电路(图3)。PFC电路还消除了因2倍线路频率而导致的闪烁问题。在示例中，输出级采用了反激转换器，为iW3616的驱动器电路提供隔离。该驱动器芯片采用的初级侧检测技术，在不使用次级侧反馈电路的情况下，实现了卓越的线路电压和LED负载电流调节，同时消除了光隔离器反馈环路。此外，iW3616的实时周期波形分析技术还提高了调光器的设置响应速度。数字控制环路在无需环路补偿器件的情况下，也能保持整体工作条件的稳定。

图3:通过在iW3616数字功率控制器中增加两级功率因数校正升压电路，可以让驱动器电路实现无闪烁调光和极高的功率因数(>0.95)。

PFC也可以在单级初级侧驱动和控制电路中实现。在此类系统中，驱动器通过调制输入阻抗控制输入电流波形，从而调节功率因数。

两级PFC架构在有效消除输出纹波的同时，实现了近乎完美的PFC,因此可大幅改善LED灯中的闪烁问题。但是，两级升压电路需要更多元器件，因此实现成本也较高。与此相比，虽然具备PFC功能的单级驱动器通过调制输入阻抗提高了功率因数，但随着功率因数的升高，输出纹波(闪烁)也将增多。为了补偿，必须通过提高外部电容值来减少闪烁。在不需要PFC调节的情况下，简单的单级初级侧驱动器可采用传统的反激转换器架构来降低成本。

很多应用还要求驱动器电路能够对接调光器，但由于市场上已经存在多种调光技术-TRIAC型前沿和后沿调光器、复杂的电子调光器，以及低压(0V~10V)线性控制或脉宽调制亮度控制调光器(主要用于商用系统中)-工程师必须解决很多问题。新型数字化解决方案能够分析出调光器的类型，然后运用经过优化的算法控制调光。此类解决方案还能消除因短脉冲信号干扰而导致的闪烁。与此相比，传统的TRIAC型调光器易受误触发的影响，并有可能产生不平衡的半周期输出。

所有TRIAC型调光器都有最小保持电流要求，以保持TRIAC导通，但并非所有的LED驱动器电路都具备调光能力。对于那些有调光能力的LED驱动器电路，驱动器必须载入调光器，以保持TRIAC持续导通。虽然较高的负载可提高调光器的兼容性，但其高负载电流将降低电路效率。为了重新提高效率，可以用一个BJT或MOSFET替代驱动器的负载电阻，让驱动器自动校准泄放电流，以确保安全工作区的精准电流控制，并利用升压/PFC电路现有的BJT或MOSFET降低成本。