TPS92314 THD 設(shè)計(jì)考慮因素（一）

摘要

TPS92314器件可安裝在初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓和反向拓?fù)涞腖ED驅(qū)動(dòng)器中。它是一款離線控制器，經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)，擁有初級(jí)側(cè)檢測(cè)、恒定導(dǎo)通時(shí)間和準(zhǔn)諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)。TPS92314應(yīng)用電路具有高功率因數(shù)（PF）、優(yōu)秀的EMI性能和高系統(tǒng)效率。另外，使用TPS92314器件可實(shí)現(xiàn)對(duì)低外部組件數(shù)目應(yīng)用解決方案的輕松設(shè)計(jì)。本文敘述了THD和PF的設(shè)計(jì)考慮以及設(shè)計(jì)舉例。

1引言

THD（總諧波失真）和PF（功率因數(shù)）

如果TPS92314器件工作在自適應(yīng)算法和單級(jí)反向拓?fù)洌ɡ纾篜MP4347）的恒定導(dǎo)通時(shí)間模式下，則PF校正為自帶。

具體條件考慮：AC輸入電壓（RMS）：VAC；線壓AC頻率：fAC；額定功率：Pin輸出電壓：Vo；變壓器匝數(shù)比：n=Np/Ns；

此處，延遲時(shí)間可在圖1中定義。

圖1延遲時(shí)間定義



考慮峰值電流模式的實(shí)用設(shè)計(jì)時(shí)，K應(yīng)大于m.

方程式2表明，輸入電流非完全的SINE波形，但是它包含了高階諧波元素。

輸入總RMS電流可表示為方程式3：


然后：

方程式4

"I1RMS"是輸入電流的基礎(chǔ)諧波組成。

實(shí)際上，輸入功率來(lái)自于輸入線路AC電壓乘以第一個(gè)諧波RMS電流。方程式5表明了總諧波失真（THD）：

（方程式5）

圖2表明了THD如何隨不同"K"而變化。

圖2 THD與K（K=Vp/nVo）對(duì)比圖，圖3 THD與m（K=3）對(duì)比圖

圖2表明，增加K會(huì)引起THD增加。因此，變壓器匝數(shù)比n（n=Np/Ns）應(yīng)高到足以實(shí)現(xiàn)更低的K.這樣，輸入電壓越高，THD便越高。

同時(shí)，增加m會(huì)使THD降低。它意味著，如果在開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間延遲時(shí)間增加，則THD降低（參見(jiàn)圖3）。

通過(guò)增加tDly來(lái)增加m是可以的，我們知道：

（方程式6）

因此，更大的Lp或者Cds可改善THD.例如，Cds增加一個(gè)電容便可改善THD.根據(jù)TPS92314產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，DLY延遲時(shí)間可編程為圖4所示。

圖4 TPS92314延遲時(shí)間定義

方程式為：（方程式7）

其中：KDLY=32MΩ/ns

因此，根據(jù)方程式5和方程式6，改進(jìn)THD結(jié)果是可能的。

2 TPS92314環(huán)路設(shè)計(jì)考慮

TPS92314器件使用自適應(yīng)頻率的間斷電流模式。圖5顯示了TPS92314器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖5 TPS92314器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖6顯示了TPS92314器件的控制結(jié)構(gòu)圖。

圖6 TPS92314器件的控制結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)TPS92314產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)：

就DCM反向功率級(jí)而言，根據(jù)參考（3），可以獲得圖7所示小信號(hào)電路

圖7 DCM功率級(jí)的小信號(hào)電路

此處，（方程式8）

因此，可以得到圖8所示完整小信號(hào)電路。

圖8 TPS92314完整小信號(hào)電路