任加維 盧群利

(咸陽職業(yè)技術(shù)學院，陜西 咸陽 712000)

無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源中減小輸出電流脈動的前饋控制措施

任加維 盧群利

(咸陽職業(yè)技術(shù)學院，陜西 咸陽 712000)

介紹了無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源的工作原理，對無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源中減小輸出電流脈動的前饋控制措施展開了分析，并且對各項工作要求和規(guī)范進行了闡述，希望能為今后相關(guān)工作的開展提供一些有價值的參考意見。

無電解電容；雙向變換器；電流畸變；前饋控制措施

0 引言

本文針對無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源，分析其雙向變換器輸出側(cè)儲能電容較小時電容電壓的脈動形式，在雙向變換器開關(guān)管的占空比中引入相應的諧波成分。相對而言，無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源比其他電源形式穩(wěn)定性更高，能滿足不同領(lǐng)域的電源需求，從而在很大程度上解決客觀存在的種種問題，實現(xiàn)良性循環(huán)。下面筆者主要對無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源中減小輸出電流脈動的前饋控制措施展開分析。

1 無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源的工作原理

圖1為無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源的工作原理。為不失一般性，我們假設輸入交流電壓為：uin(t)=uinsinωint。其中，uin表示交流輸入電壓的幅值，ωin=2π/Tline，主要表示交流輸入電壓的角頻率，Tline表示交流輸入電壓的周期。結(jié)合圖1及上述公式來分析，無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源具有以下優(yōu)勢：首先，此種電源適合在很多電路當中應用，不僅可以取得良好的成效，同時解決了客觀沖突，為后續(xù)電路工作提供了保障；其次，隨著社會的發(fā)展和人口的增多，對電力資源的需求會直線上升，通過采用無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源，可解決技術(shù)上的難題及客觀需求的矛盾，減少不必要的問題和麻煩。另一方面，在實際工作中，應用雙閉環(huán)控制對雙向變換器進行了優(yōu)化，這種措施可使電壓調(diào)節(jié)器輸出基本為直流量，在穩(wěn)定狀態(tài)下，雙向變換器不會消耗能量，電流內(nèi)環(huán)的給定不含有直流分量，也就是說，電壓調(diào)節(jié)器輸出直流量為0，節(jié)能效果更佳。

圖1 無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源

2 前饋控制措施

2.1 LED驅(qū)動電流畸變的原因

在前饋控制措施方面，要想形成長效機制，就必須對LED驅(qū)動電流畸變的原因進行分析，了解問題的根源。隨著負載的不斷增加，電容的電壓紋波會呈現(xiàn)出增大的趨勢，所需占空比的2倍輸入頻率及其倍數(shù)次頻率的諧波成分也會呈現(xiàn)出增加的狀態(tài)。綜合來說，當電流內(nèi)環(huán)在2倍輸入頻率及其倍數(shù)次頻率處的增益無法同時達到無窮大的狀態(tài)時，導致的結(jié)果就是增大的LED驅(qū)動電流脈動，由此引發(fā)頻閃問題。

從以上表述來看，LED驅(qū)動電流畸變的原因仍然應在細節(jié)方面追究，但由于無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源的特殊性，在制定相關(guān)措施或者是解決方案時，必須考慮到后續(xù)工作，所以不能僅僅采用傳統(tǒng)意義上的壓制措施，而是要根據(jù)“因勢利導”的原則，徹底解決固有問題和即將發(fā)生的問題。

2.2 基于輸入電流基準的前饋控制策略

工作人員認為，可以考慮根據(jù)占空比的表達式，將雙向變換器輸入電流基準作為前饋量，之后要進行詳細計算，根據(jù)計算方法設計出控制器，最終得到一個合理的占空比。通過這種措施，實現(xiàn)雙向變換器正弦電流基準的無差跟蹤，經(jīng)過大量試驗和反復研究，發(fā)現(xiàn)無差跟蹤實現(xiàn)以后，能夠有效降低占空比諧波成分對LED驅(qū)動電流的影響。本文認為，確定基于輸入電流基準的前饋控制策略，應該從以下幾個方面出發(fā)：首先，對之前的控制措施進行研究。從經(jīng)驗上分析，以往的前饋控制策略技術(shù)含量較高，但由于角度不對，沒有取得預期效果。雖然現(xiàn)階段的一些電路原理和電源工作方式發(fā)生了變化，但前饋控制策略的核心內(nèi)容并沒有太大改變，結(jié)合之前的一些控制措施確定前饋控制策略，能夠取得更加理想的成效。其次，前饋控制策略僅僅是無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源中減小輸出電流脈動的一部分措施，并不能代表全部，今后在開展各項工作時，需從客觀角度出發(fā)，結(jié)合社會上的主觀需求來進行，以擴大服務范圍，減少不必要的問題。

2.3 控制電路的實現(xiàn)

就無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源本身來說，其前饋控制措施的實現(xiàn)并不是很困難，但結(jié)合電流脈動的一些基礎和技術(shù)的改變，前饋控制措施并不能依靠單一措施來實現(xiàn)，必須建立相應的保障措施，解決更多的問題，這樣一來，就可以實現(xiàn)一種良性循環(huán)。

總體上，電路運行呈現(xiàn)出良性循環(huán)的狀態(tài)，無論是“開始”還是“結(jié)束”，都表現(xiàn)出了較為理想的運行狀態(tài)，不再是過去的“死循環(huán)”。另外，由于電路得到了革新，無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源也獲得了相應的優(yōu)化。具體實施當中，控制電路能夠有效協(xié)調(diào)問題，告別了以往的強制性壓制方案，使得前饋控制措施效果更加顯著，不僅可以在現(xiàn)階段應用，還能為日后的發(fā)展提供堅實的基礎。

3 對前饋控制措施的分析

無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源中減小輸出電流脈動的前饋控制措施，基本上按照上述幾點來實現(xiàn)，但是隨著社會對無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源的要求不斷上升，今后的工作需要朝著相關(guān)領(lǐng)域去拓展。首先，前饋控制措施不應該僅僅集中在專業(yè)領(lǐng)域，其他領(lǐng)域也可以涉及，比如脈動領(lǐng)域、單獨的LED領(lǐng)域等，按照發(fā)散式思維去拓展，以此獲得更多的數(shù)據(jù)和資料，對前饋控制措施進行整理，根據(jù)不同地區(qū)的差異情況，制定出詳細的方案，為解決各種問題服務。其次，要對固有的研究成果進行深化，對于公式和電路圖來說，永遠都可以向著更加深入的方向推理，有時會發(fā)生偏差，但即便是偏差，也代表著將來可能發(fā)生的問題，可以將其作為一種預警機制，從而更好地處理突發(fā)狀況。

4 結(jié)語

本文對無電解電容AC/DC LED驅(qū)動電源中減小輸出電流脈動的前饋控制措施展開了分析，并且對各項工作要求和規(guī)范進行了闡述。從主觀角度來說，目前的工作已經(jīng)發(fā)生了較大的改變，固有問題得到解決，各種良性循環(huán)也開始建立，總體上的進步還是值得肯定的。對于仍舊存在的一些問題，也會在不斷的發(fā)展之中得到管理和約束。另一方面，日后必須加強細節(jié)方面的工作，不僅要強化電路設計等工作，還要進行反復核實與試驗，減少不確定因素可能帶來的不利影響，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益和社會效益。

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咸陽職業(yè)技術(shù)學院基金項目，項目編號2013KYA03

2014-05-29

任加維(1984—)，男，陜西咸陽人，助教，研究方向：電子信息工程。