技術(shù)分享：一款新型AC LED變換器拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)

2 LCC 參數(shù)的選擇

下面我們分析LCC參數(shù)的計(jì)算方法，通過(guò)開關(guān)管S2和S3互補(bǔ)導(dǎo)通，使得LCC 諧振電路輸入為交流，工作狀態(tài)如圖2 所示。

圖2

根據(jù)其工作狀態(tài)可得到LCC 等效電路，其中C=2 C1=2 C2，LED 用其等效模型代替。

Von為串聯(lián)開啟電壓23.5V，Re為串聯(lián)等效電阻7Ω。當(dāng)輸出電壓Vo絕對(duì)值小于開啟電壓Von時(shí)，io=0，相當(dāng)于空載情況，輸入輸出傳遞函數(shù)為：

當(dāng)輸出電壓Vo絕對(duì)值大于開啟電壓Von時(shí)，負(fù)載等效為Ro，輸入輸出傳遞函數(shù)為：

根據(jù)負(fù)載特性，當(dāng)|Vo| 《Von時(shí)，應(yīng)盡快使得|Vo|上升至Von，以使得LED盡快點(diǎn)亮。從而可使得式(12)的諧振頻率等于S2的開關(guān)頻率fs=45kHz即：

當(dāng)輸出電壓Vo絕對(duì)值大于開啟電壓Von時(shí)，同時(shí)希望Vo變化速度變慢使得LED持續(xù)導(dǎo)通，輸入輸出傳遞函數(shù)的增益也有所要求，增益值必須足夠高使得輸出電壓可達(dá)到LED最高承受電壓值。即：

式中：Vomax為輸出電壓的峰值，Vimax為|Vcc/2|的最大值。結(jié)合式(10)~(12)可得在滿足式(13)等式條件下，根據(jù)式S95H的限制條件，可選擇電感L2應(yīng)小于0.45mH。

我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)為輸出功率20W，輸出最高峰值電壓不超過(guò)34V。每串LED負(fù)載開啟電壓為 23.5V，等效內(nèi)阻為7Ω，流過(guò)最大峰值電流不超過(guò)1.5A.因此，選擇電感r6值分別為50、100、150、200uH得到圖3的仿真波形，根據(jù)增益和諧振頻率限制條件，取L2=100uH，再由式(12)可得C2=133nF。

圖3

圖4

圖5

通過(guò)以上的理論分析，我們對(duì)圖1中沒(méi)有PFC校正電路和有PFC校正電路進(jìn)行了仿真分析，如圖4和圖5所示。通過(guò)仿真分析可知，圖1的拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)和參數(shù)的選擇是可行的。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)前面的理論分析，我們制作了ACLED燈的控制模塊，其設(shè)計(jì)參數(shù)以仿真數(shù)據(jù)為依據(jù)，輸入交流電壓Vin為220V，S1開關(guān)頻率為20 kHz，S2和S3開關(guān)頻率為30 kHz；主功率電感L1為0.865 mH；諧振電感L2為0.1 mH，儲(chǔ)能電容C1和C2都為1.2 mF；諧振電容C3為133 nF，開關(guān)管的PWM 信號(hào)由DSP 產(chǎn)生。圖6為在圖1中沒(méi)有PFC 電路時(shí)測(cè)試的電源輸入端的交流電壓和交流電流測(cè)試波形，圖7為有PFC 電路時(shí)測(cè)試的電源輸入端的交流電壓和交流電流測(cè)試波形。