基于LLC的多復(fù)合單級LED驅(qū)動系統(tǒng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的LED驅(qū)動系統(tǒng)一般由兩級電路組成，即功率因數(shù)校正電路和直流變換電路，雖然其前級功率因數(shù)較高，總諧波因數(shù)較低，但存在著成本高、控制復(fù)雜、可靠性差等問題。為了解決上述問題，單級LED驅(qū)動系統(tǒng)通過開關(guān)管的復(fù)合將功率因數(shù)校正電路與DC/DC變換電路集成到一起，減小了系統(tǒng)開關(guān)元件的數(shù)量、提高了系統(tǒng)可靠性，在近幾年得到了廣泛的關(guān)注。
　　但是現(xiàn)階段單級LED驅(qū)動系統(tǒng)普遍存在著效率低、母線電壓高等問題，針對上述問題，本文提出一種基于LLC

2、的多復(fù)用開關(guān)管的單級LED驅(qū)動器，拆分系統(tǒng)中的單個(gè)熱點(diǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性；同時(shí)深入研究系統(tǒng)參數(shù)對于母線電壓的影響，給出系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；運(yùn)用針對諧振拓?fù)涞男盘柦７椒?，設(shè)計(jì)具有良好動態(tài)以及穩(wěn)態(tài)特性的采樣補(bǔ)償電路；同時(shí)提出了三脈沖突發(fā)模式的優(yōu)化控制方法，有效降低了低載條件下的母線電壓，同時(shí)保證較高的系統(tǒng)效率。具體研究內(nèi)容包括：
　　本文提出了一種基于交錯(cuò)并聯(lián)buck-boost電路和LLC電路的單級LED驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用工

3、作在斷續(xù)模式下的buck-boost電路實(shí)現(xiàn)天然的功率因數(shù)校正功能，該系統(tǒng)能夠保證具有很高的功率因數(shù)（PF）和很低的總諧波畸變率（THD）。同時(shí)采用兩個(gè)相同電路交錯(cuò)并聯(lián)的方式，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)單級系統(tǒng)的單個(gè)熱點(diǎn)拆分，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。分別介紹了系統(tǒng)PFC環(huán)節(jié)和DC/DC變換環(huán)節(jié)的工作原理，給出系統(tǒng)一周期內(nèi)的完整工作模態(tài)。
　　針對單級LED驅(qū)動系統(tǒng)普遍存在的低載條件下母線電壓過高的問題，以母線電容為節(jié)點(diǎn)，探究交錯(cuò)并聯(lián)buck-boost

4、環(huán)節(jié)與LLC環(huán)節(jié)的能量耦合關(guān)系，分析單級驅(qū)動系統(tǒng)母線電壓的影響因素，其中詳細(xì)分析了漏感與勵(lì)磁電感之比對于母線電壓的影響，同時(shí)基于所提出的新型分析方法探究了漏感與勵(lì)磁電感之比所應(yīng)滿足的取值范圍，從而得出一套較好的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，理論計(jì)算結(jié)果證明了該設(shè)計(jì)方法在輸入電壓和輸出負(fù)載變化條件下能夠有效降低系統(tǒng)母線電壓。
　　本文利用基于擴(kuò)展描述函數(shù)（Extending Description Function，EDF）的分析方法對LL

5、C電路進(jìn)行分析與系統(tǒng)建模，通過分析建模結(jié)果，分析了系統(tǒng)零點(diǎn)、極點(diǎn)分布狀態(tài)，分別利用模擬器件和數(shù)字控制器兩種方法，來對系統(tǒng)的動態(tài)特性以及穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行補(bǔ)償。
　　為進(jìn)一步降低系統(tǒng)低載情況下的母線電壓同時(shí)保證較高的系統(tǒng)工作效率，本文采用狀態(tài)平面軌跡的分析方法，以系統(tǒng)諧振電流和諧振電容兩端電壓為狀態(tài)變量，分析了系統(tǒng)不同工作狀態(tài)以及不同工作軌跡對輸出電壓的影響。在此基礎(chǔ)上提出了低載條件下系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略，保證該條件下，系統(tǒng)仍然具有較低的母