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高亮度发光二极管（High Brightness Light Emitting Diode, HB-LED,后文简称LED）具有发光能效高、光学性能好、寿命长、环境友好等优点，是极具发展前景的新一代绿色照明光源。高品质的LED驱动电源是构成LED照明系统的关键部分，直接影响LED照明系统的整体性能。为了满足相关照明功率因数标准，交流供电的LED驱动电源需要含有PFC功能。在含有PFC前级的两级式LED驱动电源中，母线储能电容通常选用容值较大的电解电容，用来平衡输入和输出的功率。但是目前电解电容的寿命（通常5000h/105℃）远远短于LED的寿命（100000h），所以长寿命的LED驱动电源是LED照明系统关键问题的重要研究方向之一。为了减小两级式LED驱动电源中储能电容容值，使得能够在体积和成本相同的情况下，用长寿命的薄膜电容取代电解电容，本文提出了用两倍电网频率的脉动电流驱动LED的方法。在输入功率的峰值处，增大LED的能量消耗，从而减小储能电容的功率脉动，达到减小储能电容容值的目的。本文详细推导了输出驱动电流为两种脉动电流（有偏置的正弦波叠加形式和PWM方波形式）的情况下，储能电容容值和储能电容电压纹波大小的关系。与恒定直流驱动相比，在保证输入电流PF值为0.99，储能电容电压纹波不变和LED脉动电流峰均比为1.33时，采用PWM方波形式的方案能够将储能电容容值减小到52.7%。分析了对LED进行PWM调光后储能电容电压的变化，得到在100%光通量处进行器件的选型和设计是可行的。论文还给出了两种脉动驱动电流的具体实现方法。当输入端含有3次谐波时，能够减小输入功率的脉动量。本文分析了前级PFC变换器控制电路中电压补偿器的输出电压对输入电流THD、PF和储能电容脉动电压的影响，推导了相应的数学模型，模型证明了控制电压补偿器的输出电压的脉动能够减小储能电容容值。结合控制电压补偿器引入谐波和PWM方波驱动LED的方法，能够将储能电容容值进一步减小，同时保证高功率因数。基于上述减小储能电容容值的理论分析，本文完成了一台PWM方波电流驱动的50W两级式LED驱动电源原理样机，储能电容选取3.3μF的薄膜电容。实验结果证明本文提出的方法是可行的。