单级式无电解电容acdc led驱动电源的研究

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1、中图分类号TM461论文编号102870315-S112学科分类号080804硕士学位论文单级式无电解电容AC/DCLED驱动电源的研究研究生姓名张艺文学科、专业电力电子与电力传动研究方向功率电子变换技术指导教师金科教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringReasearchinSingleStageElectrolyticCapacitor-LessAC/DCLEDDriverAThesisinEle

2、ctricalEngineeringbyZhangYiwenAdvisedbyProf.JinKeSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringFebruary2014承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅

3、和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要随着能源危机问题原来越严重，照明作为一个消耗能源的重要方面，减少照明的所需要的能源可以减小全球能源消耗的总量。发光二极管(LightingemittingDiode，LED)为新型绿色固体照明冷光源，具有光电转换效率高，较长的寿命，对环境友好，体积小，色彩选择多等诸多优点，近年来被大力推广应用于各种照明场合。同时，关于提高LED驱动电源的效率，降低LED驱动电源成本，提高LED驱动电源的功率因数，使LED驱动电源拥有和LED器件相匹

4、配的寿命的研究和发展也必不可少。本文主要研究的是去除AC/DCLED驱动电源中的电解电容的方法。由于LED驱动电源的输入一般采用市电，因此输入电压的形状为正弦波的形式，而由于输入需要实现功率因数校正以防止污染电网，输入电流应该为与输入电压相同相位的正弦波的形式，而输入功率为输入电压与输入电流的乘积，因此输入功率应为两倍工频脉动的形状。而根据LED的本身的特性，其输出功率要求为平直的形状。为了平衡瞬时输入输出功率的不平衡，需要一个电容容值较大的电容来充当储能元件，这个储能电容一般采用电解电容。然而由于电解电容的寿命相较于LED的寿命来说很短，严重影响了驱动电源的使用寿命，同时电解电容会限制变换器

5、功率密度进一步提高。因此去除LED驱动电源中的电解电容以提高LED驱动电源的使用寿命变得十分必要。为此本文提出了一种单级式无电解电容的AC/DCLED驱动电源，其主电路采用反激变换器，在反激变换器的变压器上增加了一个辅助绕组，并且增加了全桥辅助电路，将输入输出不平衡的部分通过辅助电路转移到辅助电容上，通过增大辅助电容上的电压脉动和电压平均值来减小辅助电容容值，从而可以采用寿命较长但是容值较小的薄膜电容来代替电解电容。本文详细给出了所提出的单级式无电解电容的AC/DCLED驱动电源的工作原理。其次本文详细推导了辅助电容脉动与辅助电容容值的具体关系，给出了辅助电容的选取原则，同时给出了原边电感的选

6、取原则。然后本文给出了所采用的控制策略，并给出了仿真结果。最后基于上述分析，本文设计了一台50.4W的样机，并进行了实验验证。实验结果证明了本文所提出的单级式无电解电容LED驱动电源是可行的，输出的电流近似恒定。关键词：发光二极管，功率因数校正，无电解电容，反激变换器，驱动电源IABSTRACTAstheenergycrsisproblembecomemoreandmoreserious,lightingisanimportantaspectoftheenergyconsumption,sodecreasethelightingconsumptionwilldecreasethewholeen

7、ergycon-sumptionintheworld.Lightingemittingdiode(LED)whichisanewtypegreensolidcoldlightsouce,hasmanyadvantagessuchashighefficiency,energysaving,environmentalfriendliness,safetyandlonglifetimeovertradi