谐振式单开关多路低纹波输出LED驱动器

该文提出一种谐振式单开关多路低纹波输出LED驱动器.所提出的LED驱动器由前级Buck-Boost功率因数校正(PFC)变换器与后级谐振式多路均流输出DC-DC变换器通过一个有源开关整合而成,简化了拓扑结构和控制回路.该LED驱动器利用谐振电容的电荷平衡实现多路输出的均流控制,因此只需控制其中一条输出支路的电流,其他输出支路可实现自动均流.利用宽带宽电压模式控制环路,消除了Buck-Boost PFC变换器输出电压纹波对各输出支路的影响,即实现了多路低电流纹波输出.最后搭建了一台82W的三路恒流输出实验样机,验证了理论分析的正确性.     

无电解电容AC/DC LED驱动电源中减小输出电流脉动的前馈控制策略

高可靠性、高效率、高功率因数、低成本的LED驱动电源是保证发光二极管(light emitting diode,LED)发光品质和性能的关键。一种无频闪无电解电容AC/DC LED驱动电源已经被提出,它包括一个无电解电容的功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器和一个在其输出端并联的双向变换器,式中双向变换器是用来吸收 PFC 变换器输出电流中的低频交流脉动电流,以达到消除LED照明频闪的目的。为了减小双向变换器输出侧的储能电容,储能电容设计为含有较大电压纹波的形式。该文在此基础上,分析双向变换器输出侧储能电容电压大纹波致使双向变换器的占空比中存在相应的谐波成分,其电流内环无法提供这些成分,只能通过增大双向变换器输入电流的跟踪稳态误差来满足这些谐波的需求,最终引起LED驱动电流畸变,会引发频闪问题。为了提高双向变换器输入电流对两倍输入频率交流电流吸收的准确性,减小LED驱动电流脉动,对双向变换器进行稳态分析,提出一种基于电流基准的前馈控制策略,实验结果验证了此方法的正确性。     

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。     

一种无电解电容的单级复合LED驱动电路

近年来为了提高LED驱动电路转换效率和减小输出纹波,单级复合型电路得到深入研究与应用。针对辅助绕组支路上串联Buck电路的单级反激LED驱动电路,研究了一种输出电流谐波注入方案,以减小输出电容,使得输出电解为高频容所代。首先,介绍单级复合电路的工作原理,推导输出电压纹波与负载电流的关系,分析脉动电流的相位对电容电压纹波的影响,给出负载电流谐波注入方案的设计依据;其次,给出所述方案的实现方式与电路;最后,研制了一台150 W实验样机,验证方案的可行性与有效性。     

一种隔离型交错并联无电解电容LED驱动电路

针对LED驱动电源中因为使用了电解电容而降低电源使用寿命的问题,提出一种基于隔离型交错并联Boost-PFC变换器的单级无电解电容LED驱动电路拓扑,该拓扑由交错并联Boost变换器和辅助功率平衡电路组成,通过辅助功率平衡电路平衡瞬时交流输入功率和直流输出功率的差值,抑制了输出电流的低频纹波.详细分析了该拓扑结构的工作原理及开关模态.基于所提电路拓扑,分析了该电路输出电流低频纹波的产生机理,提出一种适用于该电路拓扑的低频纹波控制策略,给出了具体的实现方案,并对电路关键参数进行了设计,最后搭建了一台40 W的原理样机,实验结果表明:采用所提方案时,输出滤波电容和辅助储能电容均可降到6.6μF,输出电流纹波降至16.7％,从而可以使用容值较小的薄膜电容替代电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命和可靠性.     

一种高功率因数低纹波LED驱动电源的研究

针对单级LED驱动电源输出电流低频纹波大的问题,提出了一种基于隔离型交错并联Boost变换器的单级高功率因数LED驱动电源.分析了该驱动电源的工作原理以及低频电流纹波的抑制机理,给出了一种将漏感引起的电压尖峰能量反馈到负载侧,抑制输出侧低频电流纹波的控制策略,并进行了仿真验证.最后设计了一台满载功率为100 W的数字控...     

无电解电容的高功率因数AC-DC LED驱动器

高亮度发光二极管具有发光能效高、光学性能好、寿命长及环境友好等优点,是极具发展前景的新一代绿色照明光源。但是传统AC供电的LED驱动器中短寿命的电解电容,限制了LED照明光源的长时间使用。本文结合LED驱动器对驱动电流的要求,提出使LED承受一定脉动形式的电流,减小了母线电容承担的脉动功率。通过理论分析得到,在母线电压纹波不变的情况下,储能电容容值最大能够减小到52.7%,从而可以用薄膜电容取代电解电容,并且取得很高的功率因数。分析结果在一台50W的原理样机上进行了验证。     

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。     

LED驱动并联供电系统设计

大功率LED并联工作,有低驱动电压、高可靠性和长寿命的优点,但是要求LED驱动器能输出较大电流.LED驱动器的并联供电迎合了这个需求.文章设计1个LED驱动并联供电系统,首先论证系统整体方案,之后针对各项指标的实现进行理论分析,最后搭建1台LED驱动并联供电系统试验样机.样机由两个LED驱动器并联,每个LED驱动器输出电流可在50～350 mA平滑调节;并联供电时样机输出电流可以在100～700 mA平滑调节,且可在任意负载点平均分配电流.额定运行时样机输入电流谐波总合量8％,交流输入端功率因数0.992,系统效率83％.     

一种低输出纹波的LED照明驱动器的设计

LED照明驱动器前级一般都需要进行功率因数校正(PFC),目前常用的是单级PFC控制,单级PFC结构简单但输出含有大量的低频纹波,严重影响了LED驱动器的使用寿命,因此需要对LED输出电流纹波进行处理。我们设计了一款8.5 W LED驱动器,采用单级PFC结构,并在输出端增加有源纹波补偿电路,分析了该驱动器各部分电路的工作原理,并制作了样机,进行了实验。实验结果表明:所设计的LED驱动器拓扑结构简单,输出纹波小,效率高。     

一种高效低纹波调光LED驱动频闪的研究

随着LED照明行业及LED驱动电源技术的发展,具有调光功能的LED驱动电源在LED照明中的应用越来越多,对其调光性能的要求也越来越高.通过对一种高效低纹波调光LED驱动频闪实现方式进行研究,使其既满足LED低纹波电流的要求,又能使LED灯在调光过程中无闪烁、亮度变化均匀柔和,并且可适应不同的调光曲线要求.     

An Isolated PFC Zeta-forward Single-stage Single-switch for LED Driver Without Electrolytic Capacitor

Abstract

The high-brightness light-emitting diodes (LEDs) require an AC/DC converter with power factor correction (PFC). The large output electrolytic capacitor, which is used to minimize the low frequency LED current ripple, degrades the operating lifetime of the LED driver. In order to increase the lifetime of an AC–DC LED driver, the electrolytic capacitor should be eliminated without significantly increasing the output current ripple. In this article, an isolated single-stage single-switch AC/DC high power factor LED driver without electrolytic capacitor is proposed in which a zeta power factor (PF) corrector is integrated with a forward converter. The detailed theoretical analysis and design procedure of the proposed single-stage PFC converter is presented. The experimental results of a 110 V_rms, 21?W prototype verify the theoretical analysis. The input PF is 0.99 in the proposed converter that complies with lighting equipment standards such as IEC-1000-3-2 for class C equipment.     

Output current ripple reduction of LED driver using ceramic‐capacitor‐input circuit and buck‐boost converter

This article proposes an LED driver that consists of a ceramic‐capacitor‐input rectifier and a buck‐boost converter. The LED driver has an advantage of long life because it does not contain any electrolytic capacitors. However, the issue with electrolytic capacitor‐less LED driver is that the ripple of the smoothed voltage becomes large due to insufficient capacitance of the smoothing capacitor. The proposed method, which uses the discontinuous current mode of a buck‐boost converter, reduces the output current ripple under such conditions. Experimental results using a 5.7 W LED driver prototype demonstrate that the proposed method reduces the output current ripple and that the percent flicker becomes 4.4%, which is smaller than the recommended upper limit of 8%.     

Boost型无频闪谐振降压式LED驱动电源分析与设计

传统的二次型Boost功率因数校正变换器只能实现升压输出,在一定程度上限制了其在LED驱动电源中的应用。本文基于二次型Boost变换器提出了一种Boost型无频闪谐振降压式LED驱动电源,并分析了其工作原理及特性。该LED驱动电源利用一个有源开关管将二次型Boost变换器与一个谐振网络进行整合。与传统的二次型Boost变换器相类似,该LED驱动电源可以实现高效率和高功率因数。此外,该LED驱动电源可实现低电流纹波和降压变换输出。最后,搭建了一台84W的实验样机,最高效率可达到92.88%,验证了理论分析的正确性及可行性。     

一种减少输出纹波的单级反激LED驱动电路

鉴于成本低、效率高等优势,AC-DC单级LED驱动电路可使用单级电路实现输入功率因数校正和输出DC-DC恒流控制,但通常存在较大的输出2倍工频纹波的问题,而电流纹波是影响LED光学特性和寿命的重要指标。首先,提出了一种基于辅助绕组的单级反激LED驱动电路;然后,采用电流纹波抑制策略分析了所提电路的工作原理和实现低输出电流纹波的条件;最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和有效性。实验结果表明,所提的LED单级驱动电路能够在不影响输入特性的基础上有效地降低了输出电流纹波。     

基于Cuk变换器的无桥LED驱动电源

针对传统发光二极管LED（light-emitting diode）驱动电源因低频整流桥导致效率不高的问题,提出了一种基于Cuk PFC变换器的无桥LED驱动电源。该电源由2个共用输出的Cuk变换器并联而成,不仅保留了Cuk变换器输入输出电流脉动小、可实现升降压的优点,而且相较于现有LED驱动电源,避免了大体积变压器的使用,尤其适合空间狭小的大功率照明场合。详细分析了断续导电模式DCM（discontinuous conduction mode）下无桥LED驱动电源的工作原理及电路工作特性,最后通过仿真和实验搭建的20 W样机证明了所提拓扑的正确性。     

高功率因数谐振式无桥型LED驱动电源

针对传统 LED 驱动电源交流输入侧整流二极管导通损耗大的问题,提出了一种高功率因数谐振式无桥型 LED 驱动电源。该驱动电源利用谐振网络实现了正负极性增益,即无论是正电压输入还是负电压输入,负载端均可以实现正电压输出,进而实现了无桥输入。同时,利用谐振电容电荷平衡实现了各输出支路均流,解决了并联 LED 串的均流驱动问题。该驱动电源中的双向有源开关仅采用一个控制信号,简化了控制电路。本文对该 LED 驱动电源的工作模态及工作特性进行了理论分析。该驱动电源具有结构简单、输出升降压、电气隔离等优点。最后,搭建了一台 98W 的实验样机,验证了理论分析的正确性及可行性。     

一种减小储能电容容值的LED驱动器

高亮度发光二极管(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。但是传统AC供电的LED驱动器中短寿命的电解电容,限制了LED照明光源的长时间使用。提出了一种有偏置的正弦波电流驱动LED,通过理论分析得到,在同样的中间母线电压脉动下,储能电容的容量能够减小到原来的55.8%,从而可以用薄膜电容取代电解电容。