新型的ac led變換器拓撲電路設計方法

1、摘要：針對傳統的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，造成功率因數低、諧波成分增加等問題，提出了一種新型的ACLED變換器拓撲電路。分別對BuckPFC功率因素校正電路和LCC電路進行了詳細的分析。分析了BuckPFC電路的工作原理、開關管工作頻率和電容值的大小，同時理論和仿真分析了半橋電路的工作原理和參數值的選擇。最后通過實驗驗證了該電路拓撲結構能提高功率因數。該電路拓撲結構能克服傳統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。傳統的LED燈恒流控制是通過ACDC再通過DCDC變換器進行恒流控制，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（降低功率因數）?；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的，輸出功率為恒定的，需要中間儲能電容來平衡兩者的差值，因此，儲能電容一般值較大，并

3、采用電解電容，但數值高的電解電容壽命遠小于LED的壽命，導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的，則需要的儲能電容值較小，會提高整體變換器的壽命。現有ACLED燈電路結構有串聯結構，梯形結構和橋式結構。在ACLED電路結構中，當輸入AC源為電網電壓220V50Hz時，若不串聯限流電阻，則需要大量LED燈串聯以限制LED電流，此時增大了總的開啟電壓導致功率因數很低。當串聯限流電阻時，則需要串聯的LED數量減小，

4、功率因數有所提高，但是因為限流電阻將導致效率降低。另外，當LED工作頻率為50Hz時，光源將明顯產生閃爍現象；而工作頻率為100Hz時，大部分人感覺不到燈光的閃爍情況。為了解決ACLED存在的功率因數和效率低，以及提高負載結構所示的頻率問題，本文提出了一種新型的ACLED變換器拓撲電路，并對該拓撲電路及控制方法進行分析和研究。1ACACLEDLED燈的變換結構燈的變換結構圖1為所提出的ACLED變換器結構圖。vdc為220V交流電壓經過

5、不控整流的脈動電壓，為了提高功率因數，本文采用BuckPFC電路來校正電流波形。BuckPFC電路輸出電壓經過半橋變換器轉換成交流信號，作為后級LCC電路的輸入電壓，提供給負載LED燈。因此，該拓撲電路主要包括整流電路、BuckPFC、半橋變換器和LCC諧振電路。從圖1中可以看出，C1和C2的取值很小能達到，因此，該電容對整個拓撲電路的壽命沒有影響；LCC諧振電路輸入和輸出交流電壓的基波頻率為100Hz從而負載LED的電壓頻率也為100

6、Hz該頻率看不出電壓的閃爍。對于雙管正激電路，變壓器原邊電流和副邊電流的關系如下：首先設定主開關管頻率為fs1=16.6kHZ.因為電解電容影響變換器的使用壽命，因此盡量使得儲能電容C1和C2小，取C1=C2=1mF.當電感電流工作于連續(xù)導電模式（CCM模式）下時，電流紋波大小為：式中：D為開關管S1的占空比，CCM模式下D=VceVdc.考慮到Vdc最大值為310V根據BuckPFC電路輸出電壓限制Vce峰值不宜超過220V設定電感電