新型的ac led變換器拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)方法

1、摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的LED燈整流電路的濾波電容使整流前端的交流輸入電流波形變成尖脈沖，造成功率因數(shù)低、諧波成分增加等問題，提出了一種新型的ACLED變換器拓?fù)潆娐?。分別對(duì)BuckPFC功率因素校正電路和LCC電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析。分析了BuckPFC電路的工作原理、開關(guān)管工作頻率和電容值的大小，同時(shí)理論和仿真分析了半橋電路的工作原理和參數(shù)值的選擇。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能提高功率因數(shù)。該電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能克服傳統(tǒng)整流電路由于后端電容造

2、成控制器使用壽命和諧波成分減小等問題。傳統(tǒng)的LED燈恒流控制是通過ACDC再通過DCDC變換器進(jìn)行恒流控制，在ACDC變換器中，通常在整流電路后面用濾波電容使輸出的電壓平滑，但是大電容的存在造成交流端的輸入電流波形變成尖脈沖，而不再是正弦函數(shù)（降低功率因數(shù)）?；谝陨螸ED控制存在的缺陷，本文采用ACLED變換器控制。DCLED變換器中由于輸入功率為脈動(dòng)的，輸出功率為恒定的，需要中間儲(chǔ)能電容來平衡兩者的差值，因此，儲(chǔ)能電容一般值較大，并

3、采用電解電容，但數(shù)值高的電解電容壽命遠(yuǎn)小于LED的壽命，導(dǎo)致整體變換器的壽命降低。如果采用ACLED輸入和輸出功率都是脈動(dòng)的，則需要的儲(chǔ)能電容值較小，會(huì)提高整體變換器的壽命?，F(xiàn)有ACLED燈電路結(jié)構(gòu)有串聯(lián)結(jié)構(gòu)，梯形結(jié)構(gòu)和橋式結(jié)構(gòu)。在ACLED電路結(jié)構(gòu)中，當(dāng)輸入AC源為電網(wǎng)電壓220V50Hz時(shí)，若不串聯(lián)限流電阻，則需要大量LED燈串聯(lián)以限制LED電流，此時(shí)增大了總的開啟電壓導(dǎo)致功率因數(shù)很低。當(dāng)串聯(lián)限流電阻時(shí)，則需要串聯(lián)的LED數(shù)量減小，

4、功率因數(shù)有所提高，但是因?yàn)橄蘖麟娮鑼?dǎo)致效率降低。另外，當(dāng)LED工作頻率為50Hz時(shí)，光源將明顯產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象；而工作頻率為100Hz時(shí)，大部分人感覺不到燈光的閃爍情況。為了解決ACLED存在的功率因數(shù)和效率低，以及提高負(fù)載結(jié)構(gòu)所示的頻率問題，本文提出了一種新型的ACLED變換器拓?fù)潆娐罚?duì)該拓?fù)潆娐芳翱刂品椒ㄟM(jìn)行分析和研究。1ACACLEDLED燈的變換結(jié)構(gòu)燈的變換結(jié)構(gòu)圖1為所提出的ACLED變換器結(jié)構(gòu)圖。vdc為220V交流電壓經(jīng)過

5、不控整流的脈動(dòng)電壓，為了提高功率因數(shù)，本文采用BuckPFC電路來校正電流波形。BuckPFC電路輸出電壓經(jīng)過半橋變換器轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)，作為后級(jí)LCC電路的輸入電壓，提供給負(fù)載LED燈。因此，該拓?fù)潆娐分饕ㄕ麟娐?、BuckPFC、半橋變換器和LCC諧振電路。從圖1中可以看出，C1和C2的取值很小能達(dá)到，因此，該電容對(duì)整個(gè)拓?fù)潆娐返膲勖鼪]有影響；LCC諧振電路輸入和輸出交流電壓的基波頻率為100Hz從而負(fù)載LED的電壓頻率也為100

6、Hz該頻率看不出電壓的閃爍。對(duì)于雙管正激電路，變壓器原邊電流和副邊電流的關(guān)系如下：首先設(shè)定主開關(guān)管頻率為fs1=16.6kHZ.因?yàn)殡娊怆娙萦绊懽儞Q器的使用壽命，因此盡量使得儲(chǔ)能電容C1和C2小，取C1=C2=1mF.當(dāng)電感電流工作于連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM模式）下時(shí)，電流紋波大小為：式中：D為開關(guān)管S1的占空比，CCM模式下D=VceVdc.考慮到Vdc最大值為310V根據(jù)BuckPFC電路輸出電壓限制Vce峰值不宜超過220V設(shè)定電感電