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。     

基于反激变换器的低纹波LED驱动电源研究

提出一种基于反激变换器的低纹波发光二极管(LED)驱动电路拓扑及其控制策略。该电路由反激变换器和Buck变换器组成,反激变换器主输出与Buck变换器输出并联为LED负载供电。通过调节Buck变换器输出电流低频纹波,使其与反激变换器主输出的低频电流纹波等幅反相,抑制了LED电流低频纹波,实现了LED无频闪工作。通过仿真和实验验证了该方案的合理性和可行性。     

基于单级全桥PFC的低纹波LED驱动电源分析与研究

提出了一种基于单级全桥PFC的低纹波LED驱动电路拓扑及其控制策略。利用钳位电路抑制了全桥PFC电路的母线电压尖峰,并将钳位电路与反激变换器结合构成纹波抑制电路,通过控制反激变换器输出电流纹波,使其与主电路电流纹波相位相反、幅值相近,达到削峰填谷的作用,实现了对输出侧低频电流纹波的抑制。详细分析了该电路拓扑的电路组成、工作原理及低频纹波抑制机理,并通过仿真软件搭建了仿真模型,验证了理论设计的可行性。     

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。     

一种低输入电流纹波的单级式三相并网逆变器

针对单级式单相并网逆变器输入电流存在低频纹波的问题,提出一种单级式三相并网逆变器拓扑及双调制策略。变压器一次侧电路三相共用,引进有源钳位电路,在简化电路的基础上减小了损耗;一次、二次侧双调制,一次侧采用恒功率控制输入电流的方法,降低了输入电流低频纹波,二次侧调制逆变输出,且三相逆变系统输出功率之和接近恒定值,无功率脉动问题。详细介绍该逆变器工作原理、双调制驱动逻辑及并网控制策略。最后研制一台480W的样机进行实验,验证了该拓扑的可行性。     

LED灯峰值恒流控制的方法

分析了LED灯的工作特点。为了提高整个LED驱动器的可靠性,对Buck电路峰值电流控制进行了分析。详细介绍了数字峰值电流CCM情况下的后缘调制原理,理论推导出电感电流在此工作情况下的Buck电路占空比的数学公式,仿真分析了后缘调制下的开关管的PWM波形及LED灯的电流波形。仿真分析可知,该调制下的LED灯电流波形输出恒定,纹波小。最后通过实验验证了LED灯恒流控制方法的可行性和可靠性。     

带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器

提出一种带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器,并深入分析研究这种变换器的电路拓扑、具有恒流充放电的类整流单极性移相控制策略、稳态原理、输入二倍频电流纹波抑制等关键技术,获得重要结论。该电路拓扑由输入二倍频电流纹波抑制电路和单级充放电高频环节DC-AC变换电路级联构成,该控制策略是通过双向整流电路将高频变压器的正弦脉宽脉位调制波整流成输出正半周或负半周的正弦脉宽调制(SPWM)波,并实现蓄电池的恒流充放电,输入二倍频电流纹波抑制电路是在蓄电池和输入滤波电容之间串联一个L_rC_r并联谐振电路。研制的样机实验结果表明,该变换器具有高频隔离、单级双向充放电、变换效率高、充放电电流纹波小等优点。     

一种LED驱动电源组合调光策略与实现

LED照明是未来电气照明领域的发展方向,LED因其陡峭的伏安特性的特点,需要恒流驱动。采用基于UC3842控制的反激型变换器作为驱动电路,实现恒流调光功能。文章重点分析了LED照明调光方式的实现,设计了一种高效的组合调光策略的调光电路。通过仿真和样机测试,得到实验结果并对其分析,该驱动电路效率达到86%以上,输出电流纹波在4%以下,电路稳定可靠,实现了高效调光特性。     

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。     

一种多端口结构的高频谐振变换器

提出一种具有高频逆变能力的多端口变换器。通过集成两个交错并联boost电感,实现了两个交错boost电路,有效地提高了变换器的增益范围,而且可以极大地减小纹波电流。同时该变换器采用了LCLC谐振电路,通过引入一个超级电容,将前面所述两部分结合在一起,实现了多端口输入输出。该变换器采用恒频脉冲宽度调制方式,因此调制方式简单且易于控制,其次恒频控制也可以简化磁性元件和谐振电路的设计。首先介绍了变换器的工作原理,之后通过时域分析,对变换器的增益特性、电流纹波以及软开关的实现条件等进行了详细的分析。最后通过实验对变换器的特性加以验证。     

基于LCL恒流谐振网络的无电解电容LED驱动电路研究

LED驱动器中电解电容寿命较短,与LED灯的长寿命不匹配,限制了LED照明光源的长时间使用。基于LCL谐振变换器的恒流特性,提出一种脉动电流驱动的两级无电解电容LED驱动电路方案。通过将LED电流与功率因数校正PFC（power factor correction）输出电压加权反馈调节PFC输出电压,并使LED灯以脉动电流方式工作,从而减小所需的储能电容大小,提高输出电流的恒流精度。详细介绍了无电解电容LED驱动电路的工作原理和控制策略,给出了关键参数的设计思路。最后设计了一台100 W的原理样机,并进行了实验测试。实验结果验证了所提方案是可行的。     

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...     

一种电流型电动汽车快速充电电路研究

提出一种电流型电动汽车(EV)快速充电电路,具有单级结构、宽输出电压的特点。分析了电流型柔性变拓扑充电电路的工作原理,通过柔性变拓扑实现两种等效工作拓扑,满足不同的负载电压和功率需求,并改善网侧谐波电流和功率因数。为实现快速充电,将电流预测控制和多段恒流充电结合,对电流预测控制策略实现多段恒流充电的过程展开详细分析并通过仿真和实验验证。仿真和实验表明电流预测控制器能快速调整充电电流,验证了电流型柔性变拓扑充电电路的可行性。     

二极管钳位型LCL-T半桥谐振恒流LED驱动电源

LED的恒流驱动已经成为共识,为了实现其恒流驱动,分析基于LCL-T半桥谐振变换器的无源LED恒流驱动模块的工作原理,在此基础上针对负载可能出现的故障问题,提出通过增加钳位二极管来实现断路输出保护并且分析了电路的性能。针对单个驱动模块输出电流纹波大、进而导致LED色差大、利用率低的问题,通过两相交错并联移相90°叠加来减小输出电流纹波、降低LED发光色差、提高利用率。最后通过搭建实验平台验证了上述理论分析的正确性。     

单级升压逆变器的混合六段直通调制策略

单级升压逆变器具有独特的阻抗源网络,利用桥臂直通实现升压,能够适应宽输入电压场合。不同的直通调制方式会影响逆变器的电感电流纹波、开关管电压应力、输出电压波形质量等。传统六段直通调制将直通平均分为6份,并且不增加额外的开关次数,具有电感电流纹波小的特点。该文提出的混合六段直通调制,将传统六段直通调制作为其中一种直通插入方式,并提出另外3种直通插入方式,通过不同的输出电压增益选择相应的混合直通调制。与传统六段直通调制相比,在输出增益一定时,能够减小电感电流纹波和开关管电压应力。最后通过实验验证理论分析的正确性。     

基于双路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电路

传统的高功率因数双路输出电源由前级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器级联2个DC-DC变换器组成,系统复杂、成本高、体积大。提出一种双路恒流输出单级Cuk PFC变换器,并研究了其工作原理、控制策略和工作特性。该变换器通过使用单级PFC变换器的开关管复用技术复用了Boost PFC变换器和Buck DC-DC变换器的主开关管,又通过使用单电感多输出变换器的电感复用技术分时复用了输出电感,从而仅使用一级变换器同时实现了功率因数校正、低二倍工频输出电流纹波和双路输出电流可独立控制,减少了电感与控制器的数量,大幅降低了双路输出电源的体积和成本。最后通过搭建输出功率为18 W的高功率因数双路恒流输出LED驱动电路的实验样机验证了理论分析的正确性。     

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。     

基于可调增益恒流源补偿网络的磁场耦合无线电能传输LED驱动电路

对于磁场耦合无线电能传输(WPT)系统,由于松耦合变压器漏感较大,补偿技术是实现其能量高效传输的关键。在半导体(LED)照明应用中,WPT LED驱动电路应直接输出LED所需的驱动电流,还应避免无功功率环流,减小器件应力,实现功率器件软开关。针对现有补偿网络的输出电流增益依赖变压器参数,而松耦合变压器存在设计受限的缺点,本文采用二端口网络理论,提出一族恒流源补偿网络,通过调节补偿参数灵活调节输出电流增益,增加变压器设计自由度。最后采用同一电路结构和变压器,分别实现了0.5A、1A和1.5A输出的WPT LED驱动电路,实验结果验证了理论分析的正确性。此外,还对所提出的可调增益补偿网络的特性进行了详细分析。     

Boost-Flyback单级PFC电路的原边控制策略

针对Boost-Flyback单级功率因数校正(PFC)电路的原边控制技术进行研究。由于Boost-Flyback单级PFC电路中开关管电流同时包含输入电感电流和反激变压器电流,传统反激式变流器的原边控制方法不再适用。本文提出并研究了适合双电感单级PFC拓扑下的两种原边控制策略,即变频控制策略和恒定频率控制策略,并对比两种控制策略的性能。为满足高精度恒流输出,高功率因数值及低谐波分量等多方面指标,本文研究不同控制策略的电路参数优化方法,特别是电感取值的优化。经对比分析,在减小输出电流纹波及提高功率因数方面,变频控制策略比恒定频率控制策略更具优势。最后在一台交流输入180~264V,恒流输出32V/0.7A的样机上对理论分析结果予以验证。     

一种单级三相Cuk三电平逆变器研究

该文提出一种单级三相Cuk三电平逆变器。该逆变器由Cuk飞跨电容型三电平DC-DC变换器进行三相拓展而构成。借助于Cuk变换器可升降压的工作特性,该逆变器具备实现升降压逆变的能力,同时兼顾三电平逆变器在中高功率应用场合中的优势。此外,本文采用载波相移调制方式,实现了飞跨电容的电压自平衡。首先介绍该逆变器的拓扑结构与调制方式,然后分析该逆变器在载波相移调制方式下的工作模式与工作特性,并在此基础上推导电路稳态数学关系与输入输出电压增益。最终确定电压闭环的控制策略,并通过仿真与实验结果验证该逆变器可实现单级升降压,且输出电压增益范围宽,适合应用于可再生能源发电领域。