新型AC LED變換器拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)

　　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ACLED變換器拓?fù)潆娐?。分別對(duì)BuckPFC功率因素校正電路和LCC電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析。分析了BuckPFC電路的工作原理、開關(guān)管工作頻率和電容值的大小，同時(shí)理論和仿真分析了半橋電路的工作原理和參數(shù)值的選擇。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能提高功率因數(shù)。該電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能克服傳統(tǒng)整流電路由于后端電容造成控制器使用壽命和諧波成分減小等問題。

　　傳統(tǒng)的LED燈恒流控制是通過AC/DC，再通過DC/DC變換器進(jìn)行恒流控制，在AC/DC變換器中，通常在整流電路后面用濾波電容使輸出的電壓平滑，但是大電容的存在造成交流端的輸入電流波形變成尖脈沖，而不再是正弦函數(shù)（降低功率因數(shù)）。基于以上LED控制存在的缺陷，本文采用ACLED變換器控制。DCLED變換器中由于輸入功率為脈動(dòng)的，輸出功率為恒定的，需要中間儲(chǔ)能電容來平衡兩者的差值，因此，儲(chǔ)能電容一般值較大，并采用電解電容，但數(shù)值高的電解電容壽命遠(yuǎn)小于LED的壽命，導(dǎo)致整體變換器的壽命降低。

　　如果采用ACLED，輸入和輸出功率都是脈動(dòng)的，則需要的儲(chǔ)能電容值較小，會(huì)提高整體變換器的壽命。現(xiàn)有ACLED燈電路結(jié)構(gòu)有串聯(lián)結(jié)構(gòu)，梯形結(jié)構(gòu)和橋式結(jié)構(gòu)。在ACLED電路結(jié)構(gòu)中，當(dāng)輸入AC源為電網(wǎng)電壓220V，50Hz時(shí)，若不串聯(lián)限流電阻，則需要大量LED燈串聯(lián)以限制LED電流，此時(shí)增大了總的開啟電壓導(dǎo)致功率因數(shù)很低。當(dāng)串聯(lián)限流電阻時(shí)，則需要串聯(lián)的LED數(shù)量減小，功率因數(shù)有所提高，但是因?yàn)橄蘖麟娮鑼?dǎo)致效率降低。另外，當(dāng)LED工作頻率為50Hz時(shí)，光源將明顯產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象；而工作頻率為100Hz時(shí)，大部分人感覺不到燈光的閃爍情況。為了解決ACLED存在的功率因數(shù)和效率低，以及提高負(fù)載結(jié)構(gòu)所示的頻率問題，本文提出了一種新型的ACLED變換器拓?fù)潆娐?，并?duì)該拓?fù)潆娐芳翱刂品椒ㄟM(jìn)行分析和研究。

　　1ACLED燈的變換結(jié)構(gòu)

　　圖1為所提出的ACLED變換器結(jié)構(gòu)圖。vdc為220V交流電壓經(jīng)過不控整流的脈動(dòng)電壓，為了提高功率因數(shù)，本文采用BuckPFC電路來校正電流波形。BuckPFC電路輸出電壓經(jīng)過半橋變換器轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)，作為后級(jí)LCC電路的輸入電壓，提供給負(fù)載LED燈。因此，該拓?fù)潆娐分饕ㄕ麟娐贰uckPFC、半橋變換器和LCC諧振電路。從圖1中可以看出，C1和C2的取值很小能達(dá)到，因此，該電容對(duì)整個(gè)拓?fù)潆娐返膲勖鼪]有影響；LCC諧振電路輸入和輸出交流電壓的基波頻率為100Hz，從而負(fù)載LED的電壓頻率也為100Hz，該頻率看不出電壓的閃爍。

圖1新型的ACLED變換器