當前，照明約占世界總能耗的20%左右。有統計數據顯示，僅LED路燈節能一項，每年就能為中國節省約一座三峽大壩所發的電力。正是由于LED照明所具有的節能、環保優勢，近年來，其全球產值年增長率保持在20%以上，中國也先后啟動了綠色照明工程、半導體照明工程、“十城萬盞”計劃等推進該產業發展。得益于LED技術的快速發展，各路資本積極介入投資LED產業，投資規模增長迅速，資料顯示，LED光源市場到2015年預計可達到500億元。LED燈的光輸出效率在過去20里提高了近20倍，成本在過去10年間下降了90%，且性價比在不斷提高，LED照明技術很有發展前途。

功率因數校正

功率因數（PF）的定義

功率因數（PF）是指交流輸入有功功率（P）與輸入視在功率（S）的比值

即：

由此可見，功率因數（PF）由γ（輸入電流的波形畸變因數）cos準（基波電壓和基波電流的位移因數）決定。

功率因數校正的分類

功率因數校正，就是將畸變電流校正為正弦電流，并使之與電壓同相位，從而使功率因數接近于1。交流輸入電源經整流和濾波后，非線性負載使得輸入電流波形畸變，輸入電流呈脈沖波形，含有大量的諧波分量，使得功率因數很低。

功率因數校正技術主要分為無源功率因數校正（PFC）和有源功率因數校正（APFC）［3］。無源校正電路，通常由大容量的電感、電容組成。加LC無源濾波器在AC/DC整流電路的輸入端，是對電網實施補償的被動方法。有源功率因數校正技術是對電力電子設備進行自行改進的主動方法，它是對AC/DC整流電路內部進行功率因數校正，從而使電路盡可能不產生諧波，而且輸入電壓和電流同相位。有源功率因數校正技術，在整流器和負載之間接入一個DC/DC開關變換器，應用電流反饋技術，使輸入端電流波形跟蹤交流輸入正弦電壓波形，可以使輸入電流波形接近正弦，使功率因數提高到0.99以上。

基于 Sepic 電路的節能電源設計

Sepic

SEPIC（single ended primary inductor converter）是一種允許輸出電壓大于、小于或者等于輸入電壓的DCDC變換器。輸出電壓由主控開關（三極管或MOS管）的占空比控制。

這種電路最大的好處是輸入輸出同極性。尤其適合于電池供電的應用場合，允許電池電壓高于或者小于所需要的輸入電壓。比如一塊鋰電池的電壓為3V~4.2V，如果負載需要3.3V，那么SEPIC電路可以實現這種轉換。

另外一個好處是輸入輸出的隔離，通過主回路上的電容C1實現。同時具備完全關斷功能，當開關管關閉時，輸出電壓為0V。

電路結構和工作狀態分析

圖1 SEPIC電路拓撲結構

圖2 Q1斷開時工作狀態（狀態1）

圖3 Q1導通時工作狀態（狀態2）

圖1為SEPIC電路的拓撲結構。圖2為MOS管Q1斷開時電路的工作的工作狀態，電容Cs處于充電狀態，電感L1和L2處于放電狀態。圖3為MOS管Q2導通時電路的工作狀態，電容Cs處于放電狀態，電源給L1充電，電容Cs給電感L2充電。圖2和圖3電路中的電流流向如圖中箭頭所示。

有源功率因數校正（APFC）是抑制電流諧波，提高功率因數最有效的方法，其原理框圖如1所示。其基本思想是：交流輸入電壓經全波整流后，對所得的全波整流電壓進行DC/DC變換，并通過適當控制使輸入電流自動跟隨全波整流后的電壓波形，使輸入電流正弦化，同時保持輸出電壓穩定。該電路有兩個反饋控制環：內環為電流環，使DC/DC變換器的輸入電流與全波整流電壓波形相同；外環也為電流環，使DC/DC變換器輸出恒定的電流。

主電路原理及分析

對主電路進行詳細劃分，可分為兩部分，前一部分為橋式整流電路，后一部分為Sepic拓撲電路，如圖2所示。橋式整流電路巧妙地利用了二極管的單向導電性，將4個二極管分為兩組，根據輸入電壓的極性分別導通，使負載上始終可以得到一個單方向的脈動電壓；Sepic電路是由兩個電容、兩個電感以及一個開關管和二極管組成，單獨的Sepic電路只須工作在電流斷續狀態就能自然實現PFC。

交流市電經全橋整流之后，送入隔離型Sepic電路。隔離型Sepic電路的母線電壓以半個工頻周期波動，當Sepic電路處于穩定的工作狀態時，其開關管的工作頻率遠遠高于母線電壓脈動周期，因此在一個開關周期內，可以近似的認為母線電壓是一個恒定的電壓。