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由于电网输出电压为工频交流电压,而LED需要恒定直流驱动,因此需要加入一级功率变换器,即LED驱动电源来满足诉求,以实现功率因数校正、降压、恒流驱动等功能。为了平衡瞬时输入、输出功率,LED驱动电源中需要大容值的电解电容。但是电解电容比LED本体的寿命短很多,含电解电容的LED驱动电源与LED本体长寿命的优点不匹配。另外,LED串并联形式只能保证每串电压相同,伏安特性的差异会导致每串驱动电流的不一致,故需要对每路输出采取均流措施。 针对这两个问题,本文提出了一种无电解电容、多路输出自动均流的LED驱动电源方案,采取了双级式结构,前级是无电解电容串联APF,后级是多路输出自动均流LED驱动电源。完成的工作主要有: 首先,将本课题组所提出的直流侧串联APF应用到LED驱动电源中,作为前级变换器,按照此场合的设计要求,并针对该电路的无电解电容化,按照增大电容电压纹波以减小容值、以使得能用小容值薄膜电容来取代电解电容的思路,推导出了电路中两个储能电容容值与电压纹波的关系、电容容值的临界值以及不对称半桥电容电压的取值依据,据此,便能够使用合适容值的薄膜电容来取代电解电容。然后采用了平均电流控制法,对电流环、电压环进行了小信号建模,分别设计了两个反馈环的补偿器,搭建了30W样机进行了仿真研究,结果验证了理论研究的正确性,减小两个储能电容值至2μF、3μF时仍能达到99%的高功率因数。最后给出了电容值的减小对功率因数、输入电流畸变率的影响。 其次,在前级分析基础上,考虑前级的输出和后级所带负载情况,采用了拓扑推演的方法,得出了一种多路输出自动均流LED驱动电源作为后级变换器,对其工作原理、性能特点进行了分析,搭建了两路输出的30W样机进行了实验验证,证明了该电路具有的优点有:1.只需对一路进行恒流控制,其他路就能自动均流;2.开关电压应力低;3.降压比高。另外,在此研究的基础之上,通过拓扑推演得出了该电路的对偶拓扑——交错并联高升压Boost变换器,对其工作原理、性能特点进行了分析,并拓展至多串并联单元形式,最后进行了实验研究,结果表明,所提出的变换器具有自动均流、开关电压应力低、高升压的优点。