基于單級PFC無頻閃無電解電容的LED電源驅(qū)動設(shè)計

王克峰，鄭杜成，馬　悅，程　紅

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機電信息工程學(xué)院，北京100083）

基于單級PFC無頻閃無電解電容的LED電源驅(qū)動設(shè)計

王克峰，鄭杜成，馬悅，程紅

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機電信息工程學(xué)院，北京100083）

在礦用大功率照明應(yīng)用中，電解電容將指數(shù)級降低驅(qū)動電路壽命。通過分析Boost-Flyback不同電壓下的不同工作狀態(tài)及其約束條件，提出基于電壓的分段控制策略，建立了不同電壓下的動態(tài)小信號模型。最后通過仿真驗證了此控制策略下單級PFC去除電解電容的可行性。

LED；無頻閃；單級PFC變換器；無電解電容

引言

發(fā)光二極管LED（light emitting diode）是繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后的第4代照明光源，它具有效率高、壽命長、體積小、色彩豐富、可動態(tài)控制等優(yōu)點，越來越被廣泛應(yīng)用于礦用照明、醫(yī)療和交通領(lǐng)域［1］。

在交流供電場合，為了達到高功率因數(shù)PF（power factor），滿足IEC61000-3-2的諧波要求，LED驅(qū)動電源需要實現(xiàn)功率因數(shù)校正PFC（power fac-tor correction）功能。當功率因數(shù)為1時，輸入電流為與輸入電壓同相位的正弦波，其輸入功率呈現(xiàn)2倍輸入頻率的脈動形式，而LED的輸出功率為平直功率。為了匹配瞬時輸入輸出功率的不平衡，需要一個容量較大的儲能電容，該電容一般選用電解電容。電解電容的使用壽命只有10 000 h左右，遠低于LED 80～100 kh的長壽命，是影響LED驅(qū)動電源整體壽命的主要元件。而其他種類電容的耐壓值和容值一般較小，無法簡單替換電解電容［4-5］。所以研究如何利用其他類型電容替代LED燈具的電解電容，實現(xiàn)大功率燈具電壓電流穩(wěn)定和功率因素校正功能對于礦井照明具有重大的意義。……