新型AC LED变换器拓扑电路设计

输出电压的峰值，Vimax为|Vcc/2|的最大值。结合式（10）~（12）可得在满足式（13）等式条件下，根据式S95H的限制条件，可选择电感L2应小于0.45mH.

我们的设计目标为输出功率20W，输出最高峰值电压不超过34V.每串LED负载开启电压为 23.5V，等效内阻为7Ω，流过最大峰值电流不超过1.5A.因此，选择电感r6值分别为50、100、150、200uH得到图3的仿真波形，根据增益和谐振频率限制条件，取L2=100uH，再由式（12）可得C2=133nF.

　　图3 带负载情况下带输入-输出传递函数Bode图

通过以上的理论分析，我们对图1中没有PFC校正电路和有PFC校正电路进行了仿真分析，如图4和图5所示。通过仿真分析可知，图1的拓扑电路结构和参数的选择是可行的。

　　图4 无PFC的输入交流电压和交流电流仿真波形

　　图5 有PFC的输入交流电压和交流电流仿真波形

2 实验验证

根据前面的理论分析，我们制作了AC LED 灯的控制模块，其设计参数以仿真数据为依据，输入交流电压Vin为220V，S1开关频率为20 kHz，S2和S3开关频率为30 kHz;主功率电感L1为0.865 mH;谐振电感L2为0.1 mH，储能电容C1和C2都为1.2 mF;谐振电容C3为133 nF，开关管的PWM 信号由DSP 产生。图6 为在图1 中没有PFC 电路时测试的电源输入端的交流电压和交流电流测试波形，图7 为有PFC 电路时测试的电源输入端的交流电压和交流电流测试波形。

　　图6 没有PFC电路时输入电压Vin和输入电流iin波形

　　图7 有PFC电路时输入电压Vin和输入电流iin波形

3 结束语

本文针对传统的LED 灯整流电路的滤波电容使整流前端的交流输入电流波形变成尖脉冲，造成功率因数低、谐波成分增加等问题，提出了一种新型的AC LED 变换器拓扑电路。通过对图1 新型的拓扑电路理论分析，在LCC 电路中的电容值较小，解决了传统整流电路的大电容给LED 带来的使用寿命短的问题。本文还理论分析了Buck PFC 电路参数值的选择，仿真分析了有功率因素校正电路与没有功率因素校正电路的输入电压和电流的相位关系，最后通过实验验证了本文提出的新型电路拓扑结构的可行性。