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随着发光二极管(Light Emitting Diode,LED)在电脑显示屏背光、家用照明、舞台灯光等应用技术的快速发展,近些年,单路恒流输出以及多路恒流输出LED驱动电源得到了广泛的应用。LED是一种恒流驱动且正向导通电压不高的低压直流器件,因此不能直接将电网交流输入电压用来驱动LED,需利用开关变换器将电网电能进行转换。IEC61000-3-2法规对AC-DC开关变换器注入电网的各次谐波电流提出了限制要求来减小对电网的谐波污染。因此,需在开关变换器的输入端增加功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器。鉴于此,本学位论文基于改进后的Cuk PFC变换器,以研究高功率因数、低成本、低输出电流纹波的LED驱动电源为目标。传统带PFC功能的LED驱动电源仅使用一级电路同时实现了PFC和输出电流的调节,但由于脉动的输入功率和恒定输出功率之间的不平衡,会造成输出电流存在较大的2倍工频纹波,会造成LED出现频闪,会对人体健康有一定的伤害。而传统的两级结构使用两级变换器级联组成,前级实现功率因数校正功能,后级实现输出电流的调节,这种方案会造成电路结构复杂,且成本较高。为此本论文提出了一种基于Cuk PFC变换器的单路输出LED驱动电源结构,该结构属于单级结构,其前级回路类似Boost变换器,可用来实现功率因数校正功能,而后级回路类似Buck变换器,实现DC-DC变换来精确调节输出电流,可解决传统一级方案输出电流存在2倍工频纹波和两级级联结构成本高、电路复杂的问题。由于现阶段的封装技术和散热的限制,单个LED的光通量并不能满足日益增长的照明需求,必须并联多串LED。而多串LED并联势必会出现各LED串之间的均流问题,本论文对比分析了有源和无源多路输出LED均流方案的优缺点。为了实现稳定可靠的LED色温调节和调光调色,传统方案采用的是两级级联结构,前级实现功率因数校正功能,后级级联多个DC-DC变换器实现恒定的输出电流调节,该方案虽可有效可靠的实现LED调色温和调光调色,但需要多个控制器和多个磁性元件,增大了系统的体积和成本。本文第三章节提出了基于双路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电源及其控制策略实现LED色温调节,详细分析了输入输出电感工作在断续模式的条件、推导了中间储能电容电压和功率因数PF的表达式,通过利用电感分时复用技术,同时实现了功率因数校正功能和双路输出电流的精确独立调节。相对于传统的可调色温两级级联结构的双路输出电源系统,减少了电感和控制器的数量,降低了成本,提高了系统的效率。在双路恒流输出的基础上,进一步研究了基于三路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电源及其控制策略实现LED的调光调色功能,通过电感分时复用技术,仅需要一个控制器能同时实现PFC功能和三路输出电流的稳定调节,大大缩减了系统的体积和成本。并详细分析了输入电感工作在断续模式的条件,推导了中间储能电容电压、功率因数PF和输出电感复用频率的表达式。经仿真和实验研究结果表明,基于三路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电源可同时实现功率因数校正功能和三路输出电流的独立调节,并可将其应用于LED调光调色的场合,实现稳定可靠的调光调色功能。最后,搭建了相应的仿真和实验样机平台进行验证。