技术分享：一款新型AC LED变换器拓扑电路设计

2 LCC 参数的选择

下面我们分析LCC参数的计算方法，通过开关管S2和S3互补导通，使得LCC 谐振电路输入为交流，工作状态如图2 所示。

图2

根据其工作状态可得到LCC 等效电路，其中C=2 C1=2 C2，LED 用其等效模型代替。

Von为串联开启电压23.5V，Re为串联等效电阻7Ω。当输出电压Vo绝对值小于开启电压Von时，io=0，相当于空载情况，输入输出传递函数为：

当输出电压Vo绝对值大于开启电压Von时，负载等效为Ro，输入输出传递函数为：

根据负载特性，当|Vo| 《Von时，应尽快使得|Vo|上升至Von，以使得LED尽快点亮。从而可使得式(12)的谐振频率等于S2的开关频率fs=45kHz即：

当输出电压Vo绝对值大于开启电压Von时，同时希望Vo变化速度变慢使得LED持续导通，输入输出传递函数的增益也有所要求，增益值必须足够高使得输出电压可达到LED最高承受电压值。即：

式中：Vomax为输出电压的峰值，Vimax为|Vcc/2|的最大值。结合式(10)~(12)可得在满足式(13)等式条件下，根据式S95H的限制条件，可选择电感L2应小于0.45mH。

我们的设计目标为输出功率20W，输出最高峰值电压不超过34V。每串LED负载开启电压为 23.5V，等效内阻为7Ω，流过最大峰值电流不超过1.5A.因此，选择电感r6值分别为50、100、150、200uH得到图3的仿真波形，根据增益和谐振频率限制条件，取L2=100uH，再由式(12)可得C2=133nF。

图3

图4

图5

通过以上的理论分析，我们对图1中没有PFC校正电路和有PFC校正电路进行了仿真分析，如图4和图5所示。通过仿真分析可知，图1的拓扑电路结构和参数的选择是可行的。实验验证

根据前面的理论分析，我们制作了ACLED灯的控制模块，其设计参数以仿真数据为依据，输入交流电压Vin为220V，S1开关频率为20 kHz，S2和S3开关频率为30 kHz；主功率电感L1为0.865 mH；谐振电感L2为0.1 mH，储能电容C1和C2都为1.2 mF；谐振电容C3为133 nF，开关管的PWM 信号由DSP 产生。图6为在图1中没有PFC 电路时测试的电源输入端的交流电压和交流电流测试波形，图7为有PFC 电路时测试的电源输入端的交流电压和交流电流测试波形。