随着LED照明技术的日益成熟,寿命长、效率高、综合特性好已成为LED驱动电源的主要发展方向。现有LED驱动电源分为两级和单级变换拓扑结构,两级变换拓扑结构技术成熟,功率因数高、输出电流调节好,易于设计和优化,然而两级电能变换效率低、功率密度低和成本高;单级变换拓扑结构效率高、成本低,但电压应力大、设计和控制较为困难。比较而言,单级变换拓扑结构更适合于LED驱动电源未来发展的需要。为此,本文以单级变换器为研究对象,对其宽输入技术、无电解电容技术、软开关技术进行了系统研究,以期实现单级LED驱动电源的产业化发展。本论文主要开展了以下研究:(1)基于对LED驱动电源的目前发展现状的系统分析,指出宽输入、寿命、效率等是LED驱动电源主要面临的问题。进而分析了单级正激变换器的稳态特性和平均模型,剖析了单级正激变换器在LED驱动电源应用必须解决的问题。(2)提出了基于填谷电路的单级正激LED驱动电源技术,它能有效克服单级变换器无法宽范围输入工作的固有缺点。文中分析了填谷电路实现宽范围输入的工作原理,构造了具有填谷电路的单级正激LED驱动电源,并进行了系统的理论分析和研究。研究表明,该LED驱动电源能够在宽范围输入下稳定运行,并能实现优化设计,且具有MOSFET、储能电容、二极管的电压应力低的优点。(3)提出了滤波型无电解电容单级正激LED驱动电源技术,以提高单级正激LED驱动电源寿命。文中采用双向变换器作为有源滤波器,构造出一种无电解电容单级正激LED驱动电源,进而分析了该驱动电源三种运行模式,给出了最小存储电容量选择的依据。研究表明,该无电解电容技术具有能够有效滤除工频纹波、稳定输出电压以及结构简单的优点。(4)提出了低纹波型无电解电容单级正激LED驱动电源技术,以进一步提高长寿命单级正激LED驱动电源的性价比。文中在现有低纹波单级反激电路基础上,构造出一种具有低纹波无电解电容单级正激LED驱动电源。研究表明,该电源克服了低纹波单级反激电路开关器件多、控制复杂、输出功率小的缺点,性价比高。(5)提出了软开关单级LED驱动电源技术,以进一步提高单级LED驱动电源的效率。文中在分析单级正激LED驱动电源效率基础上,进一步研究了具有软开关特性的单级LLC LED驱动电源。研究表明,单级LLC LED驱动电源可以沿用本文提出的单级正激LED驱动电源的填谷技术、有源滤波技术、低纹波技术,结合其软开关工作特性,构成综合特性最优的单级LED驱动电源技术。同时,本文提出了软开关单级LED驱动电源基于储能电容应力的优化设计方法,解决了由于功率因数校正部分和直流部分的相互作用,单级驱动器关键参数难确定的问题;提出的基于PWM调光的改进控制方案,解决了负载变轻时器件应力大增的问题,令器件应力始终处于限定范围内。本文的研究对于单级变换器在LED驱动电源中应用具有理论和实际意义,可以进一步推动LED照明技术的发展。