【摘 要】
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发光二极管（Light Emitting Diodes,LED）因具有发光性能良好、能量转换率高、使用寿命长、绿色环保和色彩丰富多样等显著优点,近年来成为照明行业中广受人们青睐的设备,主要应用于信号照明、景观照明、汽车照明、电子产品背光、可见光通信、LED全彩显示屏以及智慧照明等领域。然而现有LED驱动器存在电解电容寿命较短、谐波干扰较多、电流不稳定等不足之处,为了进一步提高LED照明性能,以长寿
【基金项目】
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中央高校基础科研业务费专项资金（No.YJ201909）
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发光二极管（Light Emitting Diodes,LED）因具有发光性能良好、能量转换率高、使用寿命长、绿色环保和色彩丰富多样等显著优点,近年来成为照明行业中广受人们青睐的设备,主要应用于信号照明、景观照明、汽车照明、电子产品背光、可见光通信、LED全彩显示屏以及智慧照明等领域。然而现有LED驱动器存在电解电容寿命较短、谐波干扰较多、电流不稳定等不足之处,为了进一步提高LED照明性能,以长寿命、高光效、低成本、可靠耐用为研究目标提出新型单级LED驱动器。LED本身不能直接与交流电源相连,常采用驱动器作为中间环节。根据能量传输的形式,现有驱动器可分为单级、两级和多级三种类型。两/多级驱动器具有功率因数高、输出控制简单等优点,但存在成本高、效率低等缺点。本文提出新型单级LED驱动器,通过功率器件分时复用的方式,制备开关器件少、导通损耗小的高效率拓扑,使器件利用率与电路功率密度得到进一步提升,能量流通路径得到优化,驱动器轻量化设计理念得以实现。LED驱动器输入功率是变化的,而输出功率是恒定的,两者的不平衡造成功率差异,从而引发驱动器输出电流纹波。传统LED驱动器一般采取大容量但寿命较短的电解电容作为储能电容,用以缓冲输出电流纹波。电解电容的存在势必导致系统寿命缩短为LED器件的1/3～1/5。针对这一问题,本文提出具有功率解耦能力的无电解电容LED驱动器,通过采用具有较大电压纹波的薄膜电容替代电解电容,充分消纳脉动功率,有效缓解驱动器对大容量电解电容的依赖,延长系统整体寿命。此外,通过功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）技术提高电路的功率因数,有效减少谐波污染。论文对所提出的单级无电解电容LED驱动器进行了详细地分析,为验证所提方案的普适性,以相关功率等级为例设计了关键参数,通过搭建实验样机进行了实验验证,证明了所提驱动器的可行性和有效性。
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