论文部分内容阅读
随着能源危机问题原来越严重,照明作为一个消耗能源的重要方面,减少照明的所需要的能源可以减小全球能源消耗的总量。发光二极管(Lighting emitting Diode,LED)为新型绿色固体照明冷光源,具有光电转换效率高,较长的寿命,对环境友好,体积小,色彩选择多等诸多优点,近年来被大力推广应用于各种照明场合。同时,关于提高LED驱动电源的效率,降低LED驱动电源成本,提高LED驱动电源的功率因数,使LED驱动电源拥有和LED器件相匹配的寿命的研究和发展也必不可少。本文主要研究的是去除AC/DC LED驱动电源中的电解电容的方法。由于LED驱动电源的输入一般采用市电,因此输入电压的形状为正弦波的形式,而由于输入需要实现功率因数校正以防止污染电网,输入电流应该为与输入电压相同相位的正弦波的形式,而输入功率为输入电压与输入电流的乘积,因此输入功率应为两倍工频脉动的形状。而根据LED的本身的特性,其输出功率要求为平直的形状。为了平衡瞬时输入输出功率的不平衡,需要一个电容容值较大的电容来充当储能元件,这个储能电容一般采用电解电容。然而由于电解电容的寿命相较于LED的寿命来说很短,严重影响了驱动电源的使用寿命,同时电解电容会限制变换器功率密度进一步提高。因此去除LED驱动电源中的电解电容以提高LED驱动电源的使用寿命变得十分必要。为此本文提出了一种单级式无电解电容的AC/DC LED驱动电源,其主电路采用反激变换器,在反激变换器的变压器上增加了一个辅助绕组,并且增加了全桥辅助电路,将输入输出不平衡的部分通过辅助电路转移到辅助电容上,通过增大辅助电容上的电压脉动和电压平均值来减小辅助电容容值,从而可以采用寿命较长但是容值较小的薄膜电容来代替电解电容。本文详细给出了所提出的单级式无电解电容的AC/DC LED驱动电源的工作原理。其次本文详细推导了辅助电容脉动与辅助电容容值的具体关系,给出了辅助电容的选取原则,同时给出了原边电感的选取原则。然后本文给出了所采用的控制策略,并给出了仿真结果。最后基于上述分析,本文设计了一台50.4W的样机,并进行了实验验证。实验结果证明了本文所提出的单级式无电解电容LED驱动电源是可行的,输出的电流近似恒定。