基于基于CLL谐振的大功率多路输出谐振的大功率多路输出LED驱动器驱动器
针对大功率LED驱动电源需要实现多路均流的特点,提出了一种基于CLL谐振的多路输出LED驱动方案。驱动电
路前级采用临界模式下的Boost拓扑实现功率因数校正(PFC)功能,后级采用CLL谐振拓扑实现LED负载恒
流。首先对CLL谐振变换器的电路原理进行了分析,通过将副边四路输出等效为单路输出,采用基波近似法分析
加平衡电容的CLL谐振变换器,求得该变换器的直流电压增益公式和恒流公式。讨论了CLL谐振变换器和Boost
型PFC电路的主要参数设计。在此基础上制作了样机,实验结果表明,采用CLL谐振的两级结构电路能高效地驱
动LED电源,且各LED串之间具有较好的均流效果。
0 引言引言
LED具有发光效能高、光学性能好、寿命长等优点,广泛应用于照明、背光源等领域
[1]
。实际应用中,常常需要将多个LED
串并联,为了保持各并联LED串发光强度与热效应一致,必须解决各并联LED串之间的电流均衡问题。另一方面,传统大功
率
[2-4]
,变换器工作在连续模式,只能实现开关管零电压(ZVS)导通,副边整流二极管无法实现零电流(ZCS)关断,造成
二极管的反向恢复问题。文献[5]采用
传统大功率LED驱动器一般采用
1 电路原理电路原理
本文提出的基于CLL谐振的多路输出LED驱动器如图1所示。前级PFC主电路采用Boost拓扑,可以抑制谐波污染,提高功率
因数,并且输出电压恒定,为后级DC/DC电路提供稳定的电压。CLL谐振电路能在全负载范围内实现开关管的ZVS开通和整流
二极管的ZCS关断,提高了电路效率。CLL谐振电路副边仅使用电容作为均流元件,避免了磁性元件的弊端,能直接驱动多路
LED负载,从而节省了传统LED驱动器的第三级恒流模块。而且,电路能方便地推广到多路输出的应用场合,易于实现模块
化。
前级PFC主电路采用Boost拓扑,电路工作在电流临界模式。图2为半个工频周期内电感电流波形图。其工作原理如下:每
一周期开始时,开关管S
3
导通,电感电流i
Lb
线性增加,电感电流变化率为 然后将电感电流的检
测信号和参考信号相比,当检测电流值等于参考值时,开关管S
3
关断,电感电流减小,当电感电流降为零时,开关管S
3
再次
导通,进入下一个开关周期,如此周而复始
[6]
。
由于可以近似地将一个开关周期内的电网电压认为是定值,所以电感电流在半个工频周期内达到峰值时的值为:
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