摘要
发光二极管(LightEmittingDiodes,LED)因具有发光性能良好、能量转换率高、使用寿命长、绿色环保和色彩丰富多样等显著优点，近年来成为照明行业中广受人们青睐的设备，主要应用于信号照明、景观照明、汽车照明、电子产品背光、可见光通信、LED全彩显示屏以及智慧照明等领域。然而现有LED驱动器存在电解电容寿命较短、谐波干扰较多、电流不稳定等不足之处，为了进一步提高LED照明性能，以长寿命、高光效、低成本、可靠耐用为研究目标提出新型单级LED驱动器。 LED本身不能直接与交流电源相连，常采用驱动器作为中间环节。根据能量传输的形式，现有驱动器可分为单级、两级和多级三种类型。两/多级驱动器具有功率因数高、输出控制简单等优点，但存在成本高、效率低等缺点。本文提出新型单级LED驱动器，通过功率器件分时复用的方式，制备开关器件少、导通损耗小的高效率拓扑，使器件利用率与电路功率密度得到进一步提升，能量流通路径得到优化，驱动器轻量化设计理念得以实现。 LED驱动器输入功率是变化的，而输出功率是恒定的，两者的不平衡造成功率差异，从而引发驱动器输出电流纹波。传统LED驱动器一般采取大容量但寿命较短的电解电容作为储能电容，用以缓冲输出电流纹波。电解电容的存在势必导致系统寿命缩短为LED器件的1/3~1/5。针对这一问题，本文提出具有功率解耦能力的无电解电容LED驱动器，通过采用具有较大电压纹波的薄膜电容替代电解电容，充分消纳脉动功率，有效缓解驱动器对大容量电解电容的依赖，延长系统整体寿命。此外，通过功率因数校正(PowerFactorCorrection,PFC)技术提高电路的功率因数，有效减少谐波污染。 论文对所提出的单级无电解电容LED驱动器进行了详细地分析，为验证所提方案的普适性，以相关功率等级为例设计了关键参数，通过搭建实验样机进行了实验验证，证明了所提驱动器的可行性和有效性。
NETL