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带功率因数校正的LED日光灯驱动电源

作者:时间:2012-12-20来源:网络收藏

摘要:文中提出了一种带,该电源具有电路简单、可靠的优点,实测数据表明,在较宽电压范围内,工作稳定,其具有较高功率因数。
关键词:照明;Boost电路;;恒流源

照明由于具有环保、寿命长、高可靠性等特点,正在发展成为实施绿色节能照明工程中最具有前途的第4代光源。由LED的电学特性可知,LED在正向导通后,流过LED的电流及其两端电压对LED能否正常工作起着关键性的作用。所以,设计合理的对于LED照明灯就显得十分重要。
Energy Star标准规定:商业照明的供电设备的功率因数不得低于0.9。因此LED的供电电源除了能满足上述LED特性要求,还应有(PFC)功能文。文中针对近年来迅速发展的LED照明驱动电路的应用,提出一种带功率因数校正的LED驱动电源。

1 电路原理
图1为功率因数校正原理框图(虚框内为控制电路),主电路为Boost升压电路,并由控制电路实现双闭环控制:外环电压控制环实现稳定输山电压;内环电流环实现输入电流i(t)跟踪输入电压vg(t)波形,其中i(t)=iL(t)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/189731.htm

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对于Boost电路,只要输入电压低于输出电压,电感的电流就完全受开天的控制。以下结合图2电感电流受控的特点进行说明。
由于开关频率远高于输入电压频率,可认为一个开关周期内输入电压平均值与瞬时值相等,平均值不变,即:
vg(t)>Ts≈vg(t) (1)
由于Boost升压电路低通滤波器的转折频率远小于开关频率时,可认为一个开关周期内状态变量的平均值与瞬时值近似相等,平均值近似不变,即:
x(t)>Ts≈x(t) (2)
在满足上述条件下,开关元件Q1的电流iQ1(t)与开关元件D1的端电压vD1(t)波形如图2(c)所示。取电感电流iL(t)与电容电压vO(t)为状态变量,在一个开关周期Ts内,可用电感电流iL(t)的平均值iL(t)>Ts与电容电压vO(t)的平均值vO(t)>Ts来表征Q1的平均电流与D1的平均端电压,如公式(3)、(4),式中d(t)为Q1导通截止的占空比时间函数。
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式(3)表明Q1的作用可由数值为d(t)iL(t)的受控电流源取代在电路中的作用;式(4)表明D1的作用可由数值为d(t)vO(t)的受控电压源取代D1在电路中的作用。从而得到图2(b)Boost升压电路的一个开关周期Ts内的等效电路模型。进一步用戴维宁定理简化为图2(d)简化模型,则电感两端电压为vL(t)为:
vL(t)=(1-d(t))vO(t)-vg(t) (5)


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