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的数字控制样机,实验结果验证了所提电路能有效降低LED电流的低频纹波,实现LED的无频闪工作。     

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.     

单级高增益LED驱动电路和融合可见光通信调制的控制策略

针对传统通信射频放大器存在成本高、效率低等问题，提出一种单级AC-DC高增益降压LED驱动电路和融合可见光通信调制的控制策略，满足低压输出的LED照明和可见光通信场合。提出的单级电路由结合开关电容网络的低纹波降压Cuk电路和同步整流Buck电路集成。融合可见光通信调制的控制策略以通信二进制相移键控技术为理论基础，通过调节输出电流平均值控制LED照明水平，利用输出电流纹波相位变化实现数据通信调制。对提出的电路和融合控制策略进行详细分析，进行电路关键参数设计。最后通过计算机仿真验证，并研制一台输入185～265 VRMS、恒流输出1A/25W的实验样机。仿真和实验结果表明，电路获得了较高降压增益，实现了融合LED照明恒流控制和可见光通信调制功能，验证了所提出的电路和融合可见光通信调制控制策略的有效性。     

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。     

一种单级非隔离型无电解电容LED驱动电路

针对电解电容影响LED驱动电源寿命和可靠性问题,提出一种单级非隔离型无电解电容LED驱动电路,该拓扑是在反激变换器基础上增加一个辅助功率平衡电路,通过控制辅助储能电容的充放电实现了输入瞬时功率和输出功率之间的平衡,从而降低了输出电流的低频纹波,并且漏感能量也可以得到有效利用.详细分析了该拓扑结构的工作原理及开关模态,针...     

大功率LED驱动电源对光效的影响研究

LED通常由直流电源驱动,但AC/DC直流输出电源设计复杂、成本较高,而低成本的单级AC/DC方案存在较大的输出低频纹波,影响LED发光效果。文中比较了两种典型的AC/DCLED恒流驱动电源,并分析了不同的低频电流纹波量对LED光效、LED瞬态光亮强度的影响。由比较发现,合理的设计纹波电流,可以减小它对光效的影响,降低驱动器的成本。通过实验得出纹波电流量的比例标准,为低成本的LED驱动器提供设计参考。     

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。     

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。     

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。     

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.     

导致LED频闪的LED驱动器输出电压纹波的计算

对中小功率LED驱动器电路进行了理论上的等效,遵循电感的电流不能突变和电容的电压不能突变的原则,从电容充放电电流的观点出发推导出了中小功率LED驱动器输出电压纹波的计算公式。通过计算公式从理论上找出了减小导致LED频闪的LED驱动器输出电压纹波的有效方法,为解决LED频闪问题奠定了理论基础。     

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。     

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。     

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。     

一种线性大功率LED驱动电路设计

可靠而稳定的驱动电路是LED照明的关键.运用LED线性驱动芯片NUD4001设计了LED线性驱动电路.驱动3个2W的LED发光,驱动电流达600 mA.分析了电路的工作原理,并重点提出了包括LED驱动部分和PWM调光部分的详细设计方案.并对电路进行了相关参数的测试.结果表明,该驱动电路具有PWM线性度良好,性能稳定,纹波电流小,体积紧凑等优点.适用于各种LED照明场合.     

A single‐stage LED streetlight driver with PFC and digital PWM dimming capability

This paper proposes a single‐stage light‐emitting diode (LED) driver that offers power‐factor correction and digital pulse–width modulation (PWM) dimming capability for streetlight applications. The presented LED streetlight driver integrates an alternating current–direct current (AC–DC) converter with coupled inductors and a half‐bridge‐type LLC DC–DC resonant converter into a single‐stage circuit topology. The sub‐circuit of the AC–DC converter with coupled inductors is designed to be operated in discontinuous‐conduction mode for achieving input‐current shaping. Zero‐voltage switching of two active power switches and zero‐current switching of two output‐rectifier diodes in the presented LED driver decrease the switching losses; thus, the circuit efficiency is increased. A prototype driver for powering a 144‐W‐rated LED streetlight module with input utility‐line voltages ranging from 100 to 120 V is implemented and tested. The proposed streetlight driver features cost‐effectiveness, high circuit efficiency, high power factor, low levels of input‐current harmonics, and a digital PWM dimming capability ranging from 20% to 100% output rated LED power, which is fulfilled by a micro‐controller. Satisfying experimental results, including dimming tests, verify the feasibility of the proposed LED streetlight driver. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.