填谷式PFCLED电源研发项目

广州铭纬电子产品有限公司填谷式PFCLED驱动电源研发项目项目计划书2011 4月至2011 12月目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、项目基本情况 3\o"CurrentDocument"1、项目名称：填谷式PFCLED高压驱动电源研发项目 3\o"CurrentDocument"2、所属领域: 3\o"CurrentDocument"3、研发项目预算总额：280万元，其中：企业自筹280万元。 3\o"CurrentDocument"二、项依据 3\o"CurrentDocument"1、国内外现状、水平和发展趋势 3\o"CurrentDocument"2、 项目研究开发目的和意义 3\o"CurrentDocument"3、项目达到的技术水平及市场前景 4\o"CurrentDocument"三、研究开发内容和目标 4\o"CurrentDocument"1、项目主要内容及关键技术 4\o"CurrentDocument"2、技术创新点 6\o"CurrentDocument"3、主要技术指标或经济指标 6\o"CurrentDocument"四、研究开发方法及技术线 71、关键元件两级变换电感的设计 7\o"CurrentDocument"2、应用线 9\o"CurrentDocument"3、研究开发设备设施 10\o"CurrentDocument"五、研究开发项目组人员名单 11\o"CurrentDocument"1、项目主要研发人员 11\o"CurrentDocument"2、项目主要辅助人员 11\o"CurrentDocument"、计划工作进 121、第一阶段：确定研发方案及设计研发阶段（20114月至201111月） 122、第二阶段：小试与测试阶段(201110月至201112月) 123、第三阶段：中试及交付产业化阶段(201112月至20122月).12一、项目基本情况1、项目名称：填谷式PFCLED高压驱动电源研发项目2、所属领域:国家重点支持的高新技术领域：□电子信息技术□生物与新医药技术□航空航天技术□新材技术□高技术服务业■新能源及节能技术□资源与环境技术■高新技术改造传统产业当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007 ):□信息□生物□航空航天□新材口先进能源口现代农业■先进制造□先进环保□资源综合用□海洋3、研发项目预算总额：280万元，其中：企业自筹280万元。二、项依据1、 国内外现状、水平和发展趋势近夹，LED灯具(含LED和驱动电源)作为-种节能环保型照明灯具正在迅速推广，被广泛用于阅读灯、手电筒、汽车方向灯、小型聚光灯，标牌、建筑轮及穹顶照明、携式闪光灯、医疗照明及装饰照明灯等领域。如何低LED驱动电源的总谐波失真，提高其功因数，具有重要的现实意义。2、 项目研究开发目的和意义为满足LED驱动电源对PF值的特殊要求，而且在功极低的情况下亦能满

足功因数（5W＜實際功W15W）得低於0.7。目前常用的电是普通反激式电,其功因数一般在 0.5以下，对电网的污染也较大.为改善这一问题,广州明纬电子产品有限公司项开发一种填谷式 PFCLED驱动电源电.3、项目达到的技术水平及市场前景该项目是一种具有填谷式PFC电源电，由工频市电供电的LED灯,LED建筑照明灯和景观照明灯以及一般照明灯，其离线式（offline）驱动电能把LED点是远远够的.一个高性能离线式LED照明电源一般应满足AC输入谐波电符合IEC6100-3-2等标准关于照明设备的限规定：功因数满足5W＜實際功W15W,其PowerFactor得低於0.7;高能效,效±83%;低成本，高可靠，其寿命尽可能与LED使用寿命相匹配.欲提高离线式LED照明系统的线功因数，限制输入工频谐波电,则必须采用功因数校正电 ,填谷式电修整电比较适合应用于LED照明电源中.随着世界能源危机的日加剧,节能环保已经是当前世界最重要的课题.明纬电源一直致于如何让LED灯加绿色环保,加节约能源,加适合市场,加适合客户使用而努.该项目电：填谷式PFCLED电源电研发成功并使用在APC-12P/16P电源项目上之后,得到市场的充分肯定,并且得到大的国内客户的青睐.三、研究开发内容和目标1、项目主要内容及关键技术（一）项目主要内容，主PWM电采用土兰微电子的SD4843，次级侧采用AP4310该项目电采用填谷式PFCLED，主PWM电采用土兰微电子的SD4843，次级侧采用AP4310而言，其输入电压与输入电的表达式分别为（二）关键技术对无失真的交电而言，其输入电压与输入电的表达式分别为U-yfiumscut (1)i=y[21COSTCOt-(p) (2)式中的u、i均代表瞬时直，U、I为有效直，0表示相角。交输入的视在功S=UI，而有功功P=UIcos0°仅当cos0达到1时，P=UI=S。功因数的英文缩写为 PF(PowerFactor)，其国标符号为入。功因数定义为有功功与视在功的比值：交供电设备的功因数是在电波形无失真的情况下定义的° 造成功因数低的原因有两个：一是交输入电波形的相位漂移，二是交输入电波形存在失真°相位漂移通常是由电源的负载性质(感性或容性)而引起的，在这种情况下对功因数的分析相对简单，一般可用公式cos0=P/(UI)夹计算。但是当交输入电波形存在失真时，式(3)再适用°目前，采用AC／DC变换器的开关电源均通过整电与电网相连接°其输入整滤波器一般由桥式整器和滤波电容器构成，二者均属于非线性元器件°由于大容滤波电容器的存在，使得整二极管的导通角变得很窄，仅在交输入电压的峰值附近才能导通，致使交输入电产生严重失真，变成为尖峰脉冲°这种电波形中包含大的谐波分，仅对电网造成污染，还导致滤波后输出的有功功显著低，使功因数大幅低。普通 AC/DC变换器的功因数较低，只能达到0．6左右°因此，提高开关电源的功因数仅能低线损耗、还能减少电网的谐波污染，提高电网的供电质°总谐波失真是指用信号源输入时，输出信号(谐波及其倍频成分)比输入信号多出的谐波成分，一般用百分数表示。功因数(入)与总谐波失真(THD)存在下述关系：

A=厂•- '=cos0x100%J1+(THD)2当交输入电与电压保持同相位，且cos当交输入电与电压保持同相位，且cos0=1时，式(4)可简化为交1交1的某(APFC)配，实0.8，低A= x100%71+(THD)2 v7用功因数校正器 PFC(PowerFactorCorrector)，可使交输入电输入电压保持同相位并滤除电谐波，将设备的功因数提高到接近于-预定直。功因数校正分无源功因数校正 (PPFC)、有源功因数校正两种类型。无源功因数校正的特点是电简单，成本低。2、技术创新点本项目的技术创新点包括：电简单，成本低。将无源填谷整滤波电与 SD4843相现功因数校正。恒恒压输出50%LOAD，200-240VAC输入情况下，PF值大于THD值，能符合harmonicCLASSB等级，3、主要技术指标或经济指标(一)主要技术指标1)输入电压为180-264。2)输出电压5,12，15，24，输出功12W/16W3)最大效83%4) PF>0.75)输出电压 :1%6)线调整:0.5%7)负载调整:0.5%8)纹波和噪声:350mV(峰-峰值)9）变压器采用EI-22磁心，材质采用安磁JPP-4。（二）主要经济指标1）本项目实施后新增销售收入：本项目实施后，可以使得APV-12P/APC-12P系和APV-16P/APC-16P系销售台数达到100000PCS/，新增鋪售眾达到 5000万元。2） 本项目实施后新增润：本项目实施后，新增润可达到 1000万元。3） 本项目实施后新增税：本项目实施后，新增税可以达到335万元。四、研究开发方法及技术线1、关键元件填谷式PFC的设计全部由无源元器件构成的无源填谷电如图3所示。总共仅需使用3只二极管（VD3〜VD5）、闲只曲解曲容器（C5、C6）和一只曲阻器（R6）。VD3〜VD5采用1N4007型硅整管。C3与C4的容必须相等，均采用27mF/200V的曲解曲容器。R6选用4•7Q、2W的曲阻器，耳机时可限制C5、C6上的冲古曲。填谷曲的特点是C5和C6以联方式充电，而以并联方式进放电。设交输入电压的有效直乳u，峰直曲圧以UP，整桥筲出的脉云仏直曲圧乳 UBR°图3无源填谷电路a图3无源填谷电路a22y200V1N400745o__ *22u200V阶段一：在交电正半周的上升阶段，由于UBR>UA时，D5导通，UBR就沿着C5—D5—R6—C6的联电给 C5和C6充电，同时向负载提供电。其充电时间常数很小，充电速很快。阶段二：当UA达到UP时，C3、C4上的总电压UA=UP；因C3、C4的容相等，故二者的压均为 UP/2°此时VD7导通，而VD6和VD8被反向偏置而截止。阶段三：当UA从UP开始下时，D5截止，即停止对C5和C6充电。阶段四：当UA至UP/2时，D3、D4被正向偏置而变成导通状态，C5、C6上的电荷分别通过D3、D4构成的并联电进放电，维持负载上的电变°从阶段一一直到阶段三，是由电网供电，除向负载提供电，还在阶段一至阶段二给C5和C6充电；仅在阶段四由C5、C6上储存的电荷给负载供电。进入负半周后，C5、C6仍可对负载进并联放电，使负载电基本保持恒定°综上所述，用图3所示无源填谷电，能大幅增加整管的导通角，使之在正半周时的导通角扩展到30〜150（30恰好对应于UA=UPsin30=UP/2，150对应于UA=UPsin150=UP/2）°同，负半周时的导通角扩展为 210〜330°这样，波形就从窄脉冲变为比较接近于正弦波°这相当于把尖峰脉冲电波形中的

LED驱动电源的功的时序波形对照如图2、应用线XC/NOACNL1DR-GZ0028noRTH1Q1PN2222ATAprrmmnnmmngpmnmmnc本SNAosmzzELO80丄_|9OZLLLQ亠=一谷点区域“填平很大一部分，故称之为填谷电。实测该因数入三0•8。交输入电压u、交输入电i及UA点、4所示。

LED驱动电源的功的时序波形对照如图2、应用线XC/NOACNL1DR-GZ0028noRTH1Q1PN2222ATAprrmmnnmmngpmnmmnc本SNAosmzzELO80丄_|9OZLLLQ亠=一3、研究开发设备设施一）硬件设施设备名称数主要功能数字示波器10台电压、电、时序波形电子负载22台负载模式可设置为：CC/CR/CV/CCDLED灯2台测试LED电源带LED灯时实际工作情况安规测试仪7台耐压、绝缘阻抗、接地阻抗谐波分析仪1台按照EN61000-3-2标准测试输入电谐波成分功分析仪16台J输入功、电、功因素:温记录仪5台检测件温恒温恒湿仪1台电源环境信赖测试电测试仪1台接地电检测LCR测试仪2台L、C、Q、DF检测EMC测试仪器4台ESD、EFT、SURGE>CONDUCTCHROMA6000ATE2台全功能自动检测二）软件设施软件名称主要功能ERP专案管研发进管控ATE软件自动测试程式编写（三）研发技术能及项目基础本公司是专业研发和制造开关电源产品的高新技术企业，拥有研究人员15人，均为大专以上学厉，其中高级工程师2人，中级工程师13人，分别具备电子技术、自动化、电子信息、电子物、计算机、电子工程等专业。近来公司先后开发20项新产品，在业界堪称领先地位。公司很注重自主知识产权，已取得6项专

，其中本项目获得实用新型专。2009公司计投入技术开发资 1300多万元，其中本项目投入技术开发资280万元。五、研究开发项目组人员名单1、项目主要研发人员序号姓名性别龄学历专业职务在本项目中承担的任务1江军男26大专电子技术项目负责人全面主持项目研发2彭希和男42硕士电子技术研发副总技术指导3毛罗生