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新型ACLED变换器拓扑电路

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来源: 作者: 2018-10-30 11:32:53

新型AC LED变换器拓扑电路

导读:

为了解决AC LED 存在的功率因数和效率低,以及提高负载结构所示的频率问题,本文提出了一种新型的AC LED 变换器拓扑电路,并对该拓扑电路及控制方法进行分析和研究。

谐波成分减小等问题  传统的LED 灯恒流控制是通过AC/DC,再通过DC/DC变换器进行恒流控制,在AC/DC 变换器中,通常在整流电路后面用滤波电容使输出的电压平滑,但是大电容的存在造成交流端的输入电流波形变成尖脉冲,而不再是正弦函数(降低功率因数)。 基于以上LED 控制存在的缺陷,本文采用ACLED 变换器控制。DC LED 变换器中由于输入功率为脉动的,输出功率为恒定的,需要中间储能电容来平衡两者的差值,因此,储能电容一般值较大,并采用电解电容,但数值高的电解电容寿命远小于LED 的寿命,导致整体变换器的寿命降低。  如果采用AC LED,输入和输出功率都是脉动的,则需要的储能电容值较小,会提高整体变换器的寿命。现有AC LED 灯电路结构有串联结构,梯形结构和桥式结构。在AC LED 电路结构中,当输入AC 源为电电压220 V,50 Hz 时,若不串联限流电阻,则需要大量LED 灯串联以限制LED 电流,此时增大了总的开启电压导致功率因数很低。当串联限流电阻时,则需要串联的LED 数量减小,功率因数有所提高,但是因为限流电阻将导致效率降低。 另外,当LED 工作频率为50 Hz 时,光源将明显产生闪烁现象;而工作频率为100 Hz 时,大部分人感觉不到灯光的闪烁情况。为了解决AC LED 存在的功率因数和效率低,以及提高负载结构所示的频率问题,本文提出了一种新型的AC LED 变换器拓扑电路,OFweek电子工程对该拓扑电路及控制方法进行分析和研究。  一、AC LED 灯的变换结构  图1 为所提出的AC LED 变换器结构图。vdc为220 V 交流电压经过不控整流的脉动电压,为了提高功率因数,本文采用Buck PFC 电路来校正电流波形。Buck PFC 电路输出电压经过半桥变换器转换成交流信号,作为后级LCC 电路的输入电压,提供给负载LED 灯。因此,该拓扑电路主要包括整流电路、Buck PFC、半桥变换器和LCC 谐振电路。从图1 中可以看出,C1和C2的取值很小能达到,因此,该电容对整个拓扑电路的寿命没有影响;LCC 谐振电路输入和输出交流电压的基波频率为100 Hz,从而负载LED 的电压频率也为100 Hz,该频率看不出电压的闪烁。

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