雖然填谷整流器提高了線(xiàn)路電流的利用率，但并未給開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器提供恒定的輸入。提供給負(fù)載的功率會(huì)有較大紋波，達(dá)線(xiàn)路電源頻率的2倍。需要指出的是，仍然需要4個(gè)二極管來(lái)對(duì)線(xiàn)路電源整流，使這種方案所用的二極管數(shù)量達(dá)到7個(gè)或10個(gè)。這些二極管及多個(gè)電解電容增加了方案成本，降低了可靠性，并占用了可觀(guān)的電路板面積。

另外一種方案是在反激轉(zhuǎn)換器前采用有源(Active)PFC段，如NCP1607B。這種方案提供典型性能高于0.98的優(yōu)異功率因數(shù)，但增加了元件數(shù)量、降低了效率及增加了復(fù)雜性，最適用的功率電平遠(yuǎn)高于本應(yīng)用的功率電平。

另外一種方案是在反激轉(zhuǎn)換器前采用有源(Active)PFC段，如NCP1607B。這種方案提供典型性能高于0.98的優(yōu)異功率因數(shù)，但增加了元件數(shù)量、降低了效率及增加了復(fù)雜性，最適用的功率電平遠(yuǎn)高于本應(yīng)用的功率電平。

解決方案

高功率因數(shù)通常需要正弦線(xiàn)路電流，且要求線(xiàn)路電流及電壓之間的相位差極小。修改設(shè)計(jì)的第一步就是在開(kāi)關(guān)段前獲得極低的電容，從而得到更貼近正弦波形的輸入電流。這使整流電壓跟隨線(xiàn)路電壓，產(chǎn)生更理想的正弦輸入電流。這樣，反激轉(zhuǎn)換器的輸入電壓就以線(xiàn)路頻率的2倍跟隨整流正弦電壓波形。如果輸入電流保持在相同波形，功率因數(shù)就高。提供給負(fù)載的能量就是電壓與電流的乘積，是一個(gè)正弦平方(sine?squared)波形。由于這種正弦平方波形的能量傳遞，負(fù)載將遭遇線(xiàn)路頻率2倍的紋波，本質(zhì)上類(lèi)似于填谷電路中出現(xiàn)的紋波。

如上所述，輸入電流必須保持在幾近正弦的波形，從而實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)。高功率因數(shù)的關(guān)鍵在于通過(guò)將反饋輸入維持在與線(xiàn)路頻率相關(guān)的恒定電平，不允許控制環(huán)路針對(duì)輸出紋波來(lái)校正。一種選擇是大幅增加輸出電容，從而減小120 Hz紋波量，某些應(yīng)用可能要求使用這種方案。如果頻率高于可見(jiàn)光感知范圍，通用照明應(yīng)用的LED更能容忍紋波。更為緊湊及廉價(jià)的方案是濾除返回至PWM轉(zhuǎn)換器的反饋信號(hào)，確立接近恒定的電平。這個(gè)電平固定了電源開(kāi)關(guān)中的最大電流。電源開(kāi)關(guān)的電流由施加的瞬態(tài)輸入電壓除以變壓器初級(jí)電感再乘以電源開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)確定。

安森美半導(dǎo)體的NCP1014LEDGTGEVB評(píng)估板經(jīng)過(guò)了優(yōu)化，可以驅(qū)動(dòng)1到8顆大功率高亮度LED，如Cree XLAMP XR E/XP E、Luxeon Rebel、Seoul Semiconductor Z POWER或OSRAM Golden Dragon。這設(shè)計(jì)基于集成了帶內(nèi)部限流功能的高壓電源開(kāi)關(guān)的緊湊型固定頻率脈寬調(diào)制(PWM)轉(zhuǎn)換器NCP1014構(gòu)建。由于NCP1014采用固定頻率工作，電流不能上升到高于某個(gè)特定點(diǎn);這個(gè)點(diǎn)由輸入電壓及開(kāi)關(guān)周期或?qū)〞r(shí)間結(jié)束前的初級(jí)電感來(lái)確定。由于導(dǎo)通時(shí)間的限制，輸入電流將跟隨輸入電壓的波形，從而提供更高的功率因數(shù)。相關(guān)電路圖見(jiàn)圖2。