无频闪多路LED照明PFC变换器

为实现LED无频闪且满足地铁照明功率因数不应低于0.9的要求,提出了无频闪多路LED照明PFC变换器。通过推导该变换器工作在临界连续模式(Critical Continuous Mode,CRM)下的输入电流表达式,证明其具有功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)功能。在软件PSIM中搭建了一台三路输出仿真电路,证明该变换器解决了传统单级LED驱动器输出二倍工频电流纹波过大导致的工频闪烁问题。此外,该变换器还具有各支路输出电流均流的特性及固有短路保护特性。     

整合式单开关两路恒流输出LED驱动电源

提出了一种整合式单开关两路恒流输出LED驱动电源。该LED驱动电源由非隔离Buck-Boost和Buck变换器通过一个有源开关整合而成,简化了控制环路。采用恒导通时间COT(constant on-time)控制,消除了Buck功率因数校正PFC(power factor correction)变换器输入电流的死区。因此,该驱动电源的输入电流谐波很容易达到IEC61000-3-2 C类法规的限值。利用其中的无源均流网络,仅须控制其中一条输出支路的电流,即可实现对另外支路的均流控制,简化了控制电路。该变换器结合了Buck-Boost变换器功率因数高与Buck变换器效率高的特点,所提出的LED驱动电源在电压全范围应用下实现了高效率和高功率因数。最后,搭建了一台56 W的两路输出实验样机,效率达到93.5%,验证了理论分析的正确性。     

基于无源均流的单开关降压式四输出LED驱动器

提出了一种基于无源均流的单开关降压式四路输出LED驱动器,并分析了其工作原理及特性。该驱动器利用多电容电路结构实现了每个LED支路的均流,因此仅需控制其中一条输出支路的电流,即可实现对其他支路的电流控制。此外,所提出的LED驱动器只使用了一个有源开关,进一步减小了电路的体积,简化了驱动控制。与传统多输出LED驱动器相比,该电路可实现非隔离单开关降压转换,使其应用范围更广。最后,搭建了一台100 W四路输出实验样机,验证了所提LED驱动器理论分析的正确性与可行性。     

单电感双输出Buck-Boost变换器低频控制方法

针对传统单电感双输出(SIDO)Buck-Boost功率因数校正(PFC)变换器的主开关和分时复用控制开关均工作在高频而导致变换器开关损耗大、效率低、电磁兼容差的问题,提出一种新型电感电流低频分时复用控制方法,并分析分时复用频率对各支路输出电压纹波的影响。该控制方法将变换器的主开关管和复用开关分别控制,在保证输出电压纹波变化不大的同时降低分时复用控制开关的工作频率,减小开关损耗,提高变换器的工作效率。最后,通过实验结果验证该方法的有效性。     

输出电压纹波控制两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器

研究了两开关伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)Buck-Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的工作原理,为了简化两开关PCCM Buck-BoostPFC变换器的控制器设计,在分析单相PFC变换器输出电压纹波的基础上,提出了输出电压纹波反馈控制算法。该算法采样PFC变换器的输出电压,通过计算得到输出电压纹波值来实时调整电流控制环的补偿系数,无需增加额外的硬件电路,利用数字信号处理器的编程方式即可实现。仿真与实验结果表明,当负载功率发生大范围变化时所设计的系统具有快速动态响应能力。     

两开关伪连续导电模式Buck-Boost功率因数校正变换器

提出两开关伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)Buck-Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制策略。利用两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器电感惯性模态所提供的一个额外控制自由度,可实现单位功率因数控制,并明显改善传统单开关Buck-Boost PFC变换器、两开关连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)Buck-Boost PFC变换器和两开关不连续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)Buck-Boost PFC变换器的性能。与两开关DCMBuck-Boost PFC变换器相比,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器减小了电感电流纹波。仿真与实验结果表明,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器的负载动态响应速度明显快于传统的两开关CCM和DCM Buck-Boost PFC变换器。     

基于Cuk PFC变换器的LED驱动电源设计

针对传统仅使用功率因数校正(PFC)变换器设计的AC-DC LED驱动电源存在由2倍工频输出电流纹波造成的频闪问题,提出了一种基于Cuk PFC变换器的无频闪LED驱动电源。通过简单的电压模控制,所提变换器可以同时实现功率因数校正和低2倍工频输出电流纹波,实现高功率因数和LED无频闪。最后,通过一台11.2 W的实验样机验证了理论分析的正确性。     

全桥LLC谐振LED均流策略的研究

为解决多路LED串并联时各路输出电流不均衡造成的问题,在此提出了一种基于全桥LLC谐振的多路输出LED均流电路。该电路利用平衡电容高阻抗、隔直通交的优点以及全桥整流电路在输出端的优越特性,通过对LLC谐振变流器频率特性的分析与研究,实现了较宽范围内变流器电压增益的调整。在半桥LLC谐振变换器的基础上,将控制电路优化为全桥LLC电路,并在输出端加上电容均流网络,满足多路LED均流输出。文中给出了该电路工作原理及其参数设计方法,利用PSIM软件对电路进行仿真分析,验证了该谐振均流电路的适用性、可行性与准确性。最后通过一台60 W的样机输出3条LED支路进行了实验研究,结果表明所提电路具有良好的均流效果,提高了整机工作效率。     

多端口能量路由器储能接口单元准三模式控制

四开关升降压(FSBB)变换器具有双向宽电压增益特性,故可作为多端口能量路由器储能接口变换器拓扑.当FSBB两端口电压相近时,传统三模式控制的Buck-Boost模式会增大电感电流纹波,导致开关管电流应力和损耗增大.此处提出一种改进三模式控制,采用双滞环避免FSBB变换器在Buck和Boost模式频繁切换,通过内移相实现FSBB变换器在Buck-Boost模式的电压增益调节.搭建了 1台5 kW的工程样机,实验结果表明所提改进三模式控制在Buck-Boost模式可降低电感电流纹波和开关管电流应力.     

变占空比控制二次型Boost功率因数校正变换器

与传统电流断续模式(DCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器相比,定占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小,然而,其功率因数(PF)低于传统DCM Boost PFC变换器,并随输入电压的增大而下降。针对此问题,提出了变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器,研究了其PF和输出电压纹波的表达式,通过占空比的拟合,给出了相应的控制电路。在90~220V输入电压范围内,变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的PF均接近于1,且具有较小的输入电感电流纹波和较低的输出电压纹波,实现了高功率因数与低输出电压纹波特性。实验结果验证了理论分析的正确性。