高功率因數(shù)的無電解電容AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電源的研究.pdf

1、高亮度發(fā)光二極管（HighBrightnessLightEmittingDiode,HB-LED,后文簡(jiǎn)稱LED）具有發(fā)光能效高、光學(xué)性能好、壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是極具發(fā)展前景的新一代綠色照明光源。高品質(zhì)的LED驅(qū)動(dòng)電源是構(gòu)成LED照明系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響LED照明系統(tǒng)的整體性能。為了滿足相關(guān)照明功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，交流供電的LED驅(qū)動(dòng)電源需要含有PFC功能。在含有PFC前級(jí)的兩級(jí)式LED驅(qū)動(dòng)電源中，母線儲(chǔ)能電容通常選用容值較大的電解

2、電容，用來平衡輸入和輸出的功率。但是目前電解電容的壽命（通常5000h/105℃）遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于LED的壽命（100000h），所以長(zhǎng)壽命的LED驅(qū)動(dòng)電源是LED照明系統(tǒng)關(guān)鍵問題的重要研究方向之一。
　　為了減小兩級(jí)式LED驅(qū)動(dòng)電源中儲(chǔ)能電容容值，使得能夠在體積和成本相同的情況下，用長(zhǎng)壽命的薄膜電容取代電解電容，本文提出了用兩倍電網(wǎng)頻率的脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)LED的方法。在輸入功率的峰值處，增大LED的能量消耗，從而減小儲(chǔ)能電容的功率脈動(dòng)，達(dá)到

3、減小儲(chǔ)能電容容值的目的。本文詳細(xì)推導(dǎo)了輸出驅(qū)動(dòng)電流為兩種脈動(dòng)電流（有偏置的正弦波疊加形式和PWM方波形式）的情況下，儲(chǔ)能電容容值和儲(chǔ)能電容電壓紋波大小的關(guān)系。與恒定直流驅(qū)動(dòng)相比，在保證輸入電流PF值為0.99，儲(chǔ)能電容電壓紋波不變和LED脈動(dòng)電流峰均比為1.33時(shí)，采用PWM方波形式的方案能夠?qū)?chǔ)能電容容值減小到52.7％。分析了對(duì)LED進(jìn)行PWM調(diào)光后儲(chǔ)能電容電壓的變化，得到在100%光通量處進(jìn)行器件的選型和設(shè)計(jì)是可行的。論文還給出了

4、兩種脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)電流的具體實(shí)現(xiàn)方法。
　　當(dāng)輸入端含有3次諧波時(shí)，能夠減小輸入功率的脈動(dòng)量。本文分析了前級(jí)PFC變換器控制電路中電壓補(bǔ)償器的輸出電壓對(duì)輸入電流THD、PF和儲(chǔ)能電容脈動(dòng)電壓的影響，推導(dǎo)了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，模型證明了控制電壓補(bǔ)償器的輸出電壓的脈動(dòng)能夠減小儲(chǔ)能電容容值。結(jié)合控制電壓補(bǔ)償器引入諧波和PWM方波驅(qū)動(dòng)LED的方法，能夠?qū)?chǔ)能電容容值進(jìn)一步減小，同時(shí)保證高功率因數(shù)。
　　基于上述減小儲(chǔ)能電容容值的理論分析，本文