TPS92314 THD 设计考虑因素（一）

摘要

TPS92314器件可安装在初级侧稳压和反向拓扑的LED驱动器中。它是一款离线控制器，经过专门设计，拥有初级侧检测、恒定导通时间和准谐振开关技术。TPS92314应用电路具有高功率因数（PF）、优秀的EMI性能和高系统效率。另外，使用TPS92314器件可实现对低外部组件数目应用解决方案的轻松设计。本文叙述了THD和PF的设计考虑以及设计举例。

1引言

THD（总谐波失真）和PF（功率因数）

如果TPS92314器件工作在自适应算法和单级反向拓扑（例如：PMP4347）的恒定导通时间模式下，则PF校正为自带。

具体条件考虑：AC输入电压（RMS）：VAC；线压AC频率：fAC；额定功率：Pin输出电压：Vo；变压器匝数比：n=Np/Ns；

此处，延迟时间可在图1中定义。

图1延迟时间定义


考虑峰值电流模式的实用设计时，K应大于m.

方程式2表明，输入电流非完全的SINE波形，但是它包含了高阶谐波元素。

输入总RMS电流可表示为方程式3：


然后：

方程式4

I1RMS是输入电流的基础谐波组成。

实际上，输入功率来自于输入线路AC电压乘以第一个谐波RMS电流。方程式5表明了总谐波失真（THD）：

（方程式5）

图2表明了THD如何随不同K而变化。

图2 THD与K（K=Vp/nVo）对比图，图3 THD与m（K=3）对比图

图2表明，增加K会引起THD增加。因此，变压器匝数比n（n=Np/Ns）应高到足以实现更低的K.这样，输入电压越高，THD便越高。

同时，增加m会使THD降低。它意味着，如果在开关关断期间延迟时间增加，则THD降低（参见图3）。

通过增加tDly来增加m是可以的，我们知道：

（方程式6）

因此，更大的Lp或者Cds可改善THD.例如，Cds增加一个电容便可改善THD.根据TPS92314产品说明书，DLY延迟时间可编程为图4所示。

图4 TPS92314延迟时间定义

方程式为：（方程式7）

其中：KDLY=32MΩ/ns

因此，根据方程式5和方程式6，改进THD结果是可能的。

2 TPS92314环路设计考虑

TPS92314器件使用自适应频率的间断电流模式。图5显示了TPS92314器件的内部结构图。

图5 TPS92314器件的内部结构图

图6显示了TPS92314器件的控制结构图。

图6 TPS92314器件的控制结构图

根据TPS92314产品说明书：

就DCM反向功率级而言，根据参考（3），可以获得图7所示小信号电路

图7 DCM功率级的小信号电路

此处，（方程式8）

因此，可以得到图8所示完整小信号电路。

图8 TPS92314完整小信号电路