一種新型的AC LED變換器拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)方法

根據(jù)負(fù)載特性，當(dāng)|Vo| Von時(shí)，應(yīng)盡快使得|Vo|上升至Von,以使得LED盡快點(diǎn)亮。從而可使得式（12）的諧振頻率等于S2的開關(guān)頻率fs=45kHz即：

當(dāng)輸出電壓Vo絕對(duì)值大于開啟電壓Von時(shí)，同時(shí)希望Vo變化速度變慢使得LED持續(xù)導(dǎo)通，輸入輸出傳遞函數(shù)的增益也有所要求，增益值必須足夠高使得輸出電壓可達(dá)到LED最高承受電壓值。即：

式中：Vomax為輸出電壓的峰值，Vimax為|Vcc/2|的最大值。結(jié)合式（10）~（12）可得在滿足式（13）等式條件下，根據(jù)式S95H的限制條件，可選擇電感L2應(yīng)小于0.45mH.

我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)為輸出功率20W,輸出最高峰值電壓不超過34V.每串LED負(fù)載開啟電壓為23.5V,等效內(nèi)阻為7Ω，流過最大峰值電流不超過1.5A.因此，選擇電感r6值分別為50、100、150、200uH得到圖3的仿真波形，根據(jù)增益和諧振頻率限制條件，取L2=100uH,再由式（12）可得C2=133nF.

圖3 帶負(fù)載情況下帶輸入-輸出傳遞函數(shù)Bode圖通過以上的理論分析，我們對(duì)圖1中沒有PFC校正電路和有PFC校正電路進(jìn)行了仿真分析，如圖4和圖5所示。通過仿真分析可知，圖1的

圖4 無PFC的輸入交流電壓和交流電流仿真波形

圖5 有PFC的輸入交流電壓和交流電流仿真波形

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)前面的理論分析，我們制作了AC LED 燈的控制模塊，其設(shè)計(jì)參數(shù)以仿真數(shù)據(jù)為依據(jù)，輸入交流電壓Vin為220V,S1開關(guān)頻率為20 kHz,S2和S3開關(guān)頻率為30 kHz;主功率電感L1為0.865 mH;諧振電感L2為0.1 mH,儲(chǔ)能電容C1和C2都為1.2 mF;諧振電容C3為133 nF,開關(guān)管的PWM 信號(hào)由DSP 產(chǎn)生。圖6 為在圖1 中沒有PFC 電路時(shí)測(cè)試的電源輸入端的交流電壓和交流電流測(cè)試波形，圖7 為有PFC 電路時(shí)測(cè)試的電源輸入端的交流電壓和交流電流測(cè)試波形。

圖6 沒有PFC電路時(shí)輸入電壓Vin和輸入電流iin波形

圖7 有PFC電路時(shí)輸入電壓Vin和輸入電流iin波形

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)傳統(tǒng)的LED 燈整流電路的濾波電容使整流前端的交流輸入電流波形變成尖脈沖，造成功率因數(shù)低、諧波成分增加等問題，提出了一種新型的AC LED 變換器