發(fā)布時間：2020-02-01 07:37

【摘要】：為了消除LED驅(qū)動電源電解電容對其壽命的影響,研究無電解電容LED驅(qū)動電源技術(shù)具有重要意義�；贚ED驅(qū)動電路輸入功率pin、輸出功率po和儲能電容三個能量端口之間的功率流特性,討論了三端口變換器(three-port converter,TPC)無電解電容LED驅(qū)動電路拓撲的構(gòu)造原理。以此提出了基于反激(Flyback)變換器的組合型TPC拓撲族,通過集成組合型拓撲中并聯(lián)子電路結(jié)構(gòu)的方式得到集成TPC拓撲,并給出了適用所提TPC拓撲的主電路控制策略和簡單易實現(xiàn)的控制電路方案。最后,搭建13.5W實驗樣機,驗證了所提TPC無電解電容LED驅(qū)動電路的正確性和可行性。
【圖文】：

恒開通；pin>po時，開關(guān)S2控制輸出電流，開關(guān)S3保持關(guān)斷狀態(tài)。4典型集成TPC拓撲分析與驗證為了論證所提集成TPC拓撲的正確性和可行性，依據(jù)拓撲族的共同特點，搭建了圖5(a)所示反激變換器和Buck變換器集成(integratedflybackbuckconverter，IFBC)拓撲，以及圖5(e)所示雙反激變換器集成(integrateddualflybackconverter，IDFC)拓撲的通用實驗平臺，進行原理分析與實驗驗證。其中，IFBC的具體參數(shù)設(shè)計在本文的前期工作[21]中已經(jīng)詳述，為了便于同IDFC的結(jié)果進行對照，僅將基本原理和實驗結(jié)果重現(xiàn)。圖7所示為基于IDFC拓撲的原理樣機照片，基于IFBC拓撲的樣機在此基礎(chǔ)上根據(jù)主電路拓撲連接及主電路參數(shù)的不同進行了簡單修改。參數(shù)詳見表2、3。主電路控制電路圖7基于IDFC拓撲的原理樣機Fig.7TheprototypeofIDFCtopology表2IFBC拓撲原理樣機主要參數(shù)Tab.2KeyparametersoftheIFBCprototype參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值輸入電壓uin(有效值)/V110濾波電容Co/μF2.2(63V/CBB)變壓器變比Np:Ns22:15儲能電容Ca/μF10(250V/CBB)勵磁電感Lm/μH240輸出電壓Vo/V45開關(guān)頻率fs/kHz100輸出電流Io/mA300電感La/μH150——表3IDFC原理樣機主要參數(shù)Tab.3KeyparametersoftheIDFCprototype參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值輸入電壓uin(有效值)/V220儲能電容Ca/μF3.3(400V/CBB)變壓器變比Np:Ns:Nap1:1:1.6濾波電容Co/μF1.5(63V/CBB)勵磁電感Lp/μH85輸出電壓Vo/V45開關(guān)頻率fs/kHz100輸出電流Io/mA300

S2t0t1t2t3ioimt4G1G2G3TsiLaiDR2圖8電路主要工作波形(pin>po)Fig.8Keywaveformsofthecircuitwhenpin>po在pin<po時，主要工作波形如圖9所示。開關(guān)管S1占空比基本不變，S2處于恒開通狀態(tài)，無開關(guān)動作；恒流輸出通過控制開關(guān)管S3來實現(xiàn)。iS2ioimiDR2G1G2G3TsiLat0t1t2t3t4t5圖9電路主要工作波形(pin<po)Fig.9Keyoperatingwaveformwhenpin<po實驗波形如圖10—13所示。圖10為輸入電壓uin、輸出電壓Vo、輸入電流iin，以及儲能電容Ca的電壓波形�？梢�，負載電壓Vo較為穩(wěn)定，，uca為120V平均直流電壓疊加100Hz紋波電壓，其中紋波峰峰值為40V。圖11為輸出負載電壓Vo、儲能電容電壓uca，以及開關(guān)管S2和S3的驅(qū)動信號G2、G3的波形。當pin<po時，S2保持恒開通，控制S3實現(xiàn)LED負載uin[200V/div]iin[500mA/div]uca[50V/div]Vo[20V/div]圖10輸入電壓、電流、儲能電容電壓和輸出電壓波形Fig.10Waveformsofinputvoltage,inputcurrent,voltageonCa,andoutputvoltageuca[50V/格]Vo[20V/格]G2[10V/格]G3[10V/格]圖11儲能電容電壓、門極信號G2、G3和輸出電壓波形Fig.11WaveformsofthevoltageonCa,gatesignalsG2,G3andtheoutputvoltageG1[10V/div]G2[10V/div]iS2[5A/div]iDR2[5A/div]圖12門極信號G1、G2和電流iS2、iDR2(pin>po)Fig.12WaveformsofthegatesignalsG1,G2,andthecurrentsiS2

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