基于AC LED灯的变换器拓扑电路设计

图1 新型的AC LED 变换器

1.1 Buck PFC 电路参数的设定

在图1 中,如果整流后的输入电压为:

V 为正弦输入电压的有效值,则输入电流为:

I 为正弦输入电流的有效值。由变换器的输入电压和输出电压之间的关系可知:

将(2)带入(3),可得d(t)的表达式为:

联立(2)、(3)、(4)式可得:

所以电容纹波电流的有效值为:

对于双管正激电路,变压器原边电流和副边电流的关系如下:

首先设定主开关管频率为fs1=16.6 kHZ.因为电解电容影响变换器的使用寿命,因此尽量使得储能电容C1和C2小,取C1=C2=1 mF.当电感电流工作于连续导电模式(CCM 模式)下时,电流纹波大小为:

式中:D 为开关管S1的占空比,CCM 模式下D = Vce/Vdc.考虑到Vdc最大值为310 V,根据Buck PFC 电路输出电压限制Vce峰值不宜超过220 V,设定电感电流纹波ΔI L1最大值不超过4A,则L1最佳参考值为:

考虑Buck PFC可以工作在断续导电模式(DCM)下,电感L1值可取0.865 mH.

1.2 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。

基于AC LED灯的变换器拓扑电路设计

图2 LCC等效电路

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: