高效高功率因數(shù)LED開關(guān)電源的研究.pdf

1、LED是一種綠色光源,具有節(jié)能、高效、環(huán)保、體積小、壽命長、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),而 LED驅(qū)動電源作為 LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分,其效率的提高對 LED的推廣具有重要意義。開關(guān)電源作為一種最常用的LED驅(qū)動電源,具有效率較高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足LED的驅(qū)動要求,但在功率因數(shù)、效率、輸出電流穩(wěn)定性上仍有提升空間。
　　在傳統(tǒng)開關(guān)電源的輸入電路部分,加入功率因數(shù)校正電路,可以提高功率因數(shù),減少電流諧波含量。本文在研究了有源

2、功率因數(shù)校正原理的基礎(chǔ)上,對有源功率因數(shù)校正的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法進(jìn)行了分析比較。選用Boost電路結(jié)構(gòu),結(jié)合無源無損軟開關(guān)技術(shù),作為有源功率因數(shù)校正的主電路;利用平均電流控制方式,采用UCC28019控制芯片,設(shè)計(jì)具體控制電路。通過saber仿真驗(yàn)證得到理想的功率因數(shù)。
　　開關(guān)電源中高頻變換電路的損耗主要是功率開關(guān)管的開關(guān)損耗。通過對幾種全橋電路結(jié)構(gòu)的比較,確定滯后橋臂串聯(lián)二極管的電路結(jié)構(gòu)作為高頻變換的主電路。分析全橋結(jié)構(gòu)幾

3、種控制方式,結(jié)合移相控制與PWM控制方法,利用變壓器漏感、開關(guān)管結(jié)電容,實(shí)現(xiàn)超前橋臂零電壓開關(guān)(ZVS)和滯后橋臂零電流開關(guān)(ZCS),減少開關(guān)損耗,提高變換器效率。
　　輸出整流二極管的導(dǎo)通損耗是開關(guān)電源中輸出整流電路損耗的主要來源。利用同步整流技術(shù),結(jié)合倍流輸出結(jié)構(gòu),不僅減少輸出整流端的導(dǎo)通損耗,還能降低輸出電流紋波,符合分布式功率耗散的要求。針對同步整流管驅(qū)動的問題,在傳統(tǒng)自驅(qū)動的基礎(chǔ)上,添加變壓器輔助繞組,可以增加同步整流

4、管的導(dǎo)通時(shí)間,拓寬自驅(qū)動同步整流的應(yīng)用范圍。
　　在對采用移相PWM控制,倍流同步整流輸出的DC/DC變換器的工作過程進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,確定主電路具體參數(shù)。根據(jù)LED的驅(qū)動要求,提出電壓內(nèi)環(huán),電流外環(huán)的雙環(huán)控制方式,以控制芯片UCC3895為核心,設(shè)計(jì)具體的控制電路,并對具體參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。最后采用saber對電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),從仿真結(jié)果可以看出,變換器實(shí)現(xiàn)了超前橋臂開關(guān)管的 ZVS,滯后橋臂的 ZCS,增大了同步整流管的導(dǎo)通時(shí)