1.6..5 单级反激APFC电路和双极APFC电路 - 照明论坛-LED论坛-照明家族

为了融合PFC电路以及实现输出控制，在Boost-APFC的基本上，逐渐演化出一种单级反激式APFC电路结构。单级APFC作为一种因为LED驱动电源而衍生出来的功率因数校正电路。单级反激APFC变换器中的PFC级和DC-DC级共用一个开关器件，并采用PWM方式的同一套控制电路，同时实现功率因素和对输出电压的调节，在150W以内的电源设计中广泛应用。

双级PFC变换器使用两个开关器件（MOSFET）和两个控制器，即一个功率因数控制器和一个PWM控制器，只有在采用PFC/PWM组合控制器芯片时，才能使用一个控制器，但是仍需用两个开关器件。两级PFC电路存在电路拓补复杂和成本高，但是同时也拥有一些特殊优点，如抗浪涌、保持时间长、输出纹波小等。

PWM电路非常成熟，芯片内部集成过流保护（OCP）、过压保护（OVP）、过功率保护（OPP）等各种保护功能。

单级反激式APFC变换器电路简单，但功率因数校正后的结果对输入电流谐波抑制的效果不如双击PFC变换器。

1.双级PFC电路的THD很容易做到10%左右，而单级PFC大多之呢个做到20%，这是因为芯片在有限引脚分布中要实现PFC+PWM双重功能，不得不牺牲一些特性（如调整率、启动特性、THD等）

2.雷击浪涌安规问题：前级PFC后有大电容吸收能量，而单级PFC初级却赤裸裸的暴露在在电网中，对浪涌需要更严苛的防护，一般做到共模浪涌2KV至少需要两级压敏电阻，由于标准缺少，目前很多这种电源以1KV甚至更低的标准进行测试，所以会经常使用800V或是以上级别的MOSFET，以防止浪涌时损坏。而大规模使用的MOSFET一般等级为600~650V，但在这种电源架构下显得裕量不足。

我们对电源浪涌测试，大小为差模浪涌1KV，分别测试前压敏电阻ZNR2和桥后MOSFET的电压，得到波形如图1-36所示，可以看到浪涌产生的时候，虽然压敏电阻起到作用，但是残压存在还是在MOSFET上产生了尖峰，其值可达670V，对于650V等级的MOSFET来说是一个危险的情况。

3.电源保护问题：单级PFC的芯片是一个解决电流失真调制THD的电路，不可能全部内置好这些芯片功能，专用的单级PFC芯片一般是倾向于实现PF和THD，而在保护特性上所做不多，特别在一些单一故障情况下，保护略显不足。

4.空在下待机成为一个难点，特别是随着智能照明场合的要求不断增多，待机的要求也越显突出

5.关于纹波电压问题，特别是100Hz/120Hz的工频纹波问题很严重，如果想消除到一定程度，必须依靠足够的输出电容，及大容量的电容来处理，这会增加成本和体积，但是工频纹波问题是LED驱动电源的一个痛点。

6.大量的电解电容的使用，大尺寸的磁性原价呢使用，使得小体积也难实现。

7.单级PFC工作频率高，而且属于调频方式，工作在50~150kHz，EMI问题难以解决，再加上如果是全电压范围电源，高低压下的频率变化比较大，所以EMI测试及整改也变得复杂化。