汪 飛 鐘元旭 李 林 阮 毅

(上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院 上海市電站自動(dòng)化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200072)

基于集成三端口變換器的無電解電容LED驅(qū)動(dòng)

汪 飛 鐘元旭 李 林 阮 毅

(上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院 上海市電站自動(dòng)化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200072)

電解電容是影響AC-DCLED驅(qū)動(dòng)電源壽命的主要元件，因此，消除電解電容技術(shù)是長壽命LED驅(qū)動(dòng)電源的關(guān)鍵技術(shù)。將Flyback變換器與Buck變換器集成，提出一種無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其具有較高的拓?fù)浼啥?，且控制方式易?shí)現(xiàn)。通過將輸入功率pin和輸出功率po分為pin>po和pin

LED驅(qū)動(dòng)電源Flyback變換器 無電解電容 三端口變換器

0 引言

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，節(jié)能減排成為關(guān)注的焦點(diǎn)。高亮度發(fā)光二極管(Light-EmittingEiode，LED)具有光效高、壽命長、體積小、節(jié)能環(huán)保、易調(diào)光等優(yōu)點(diǎn)[1，2]，LED照明成為節(jié)能減排重點(diǎn)關(guān)注的行業(yè)。與傳統(tǒng)發(fā)光器件不同，LED具有獨(dú)特的光-電-熱特性[3-5]，因此，高質(zhì)量的LED驅(qū)動(dòng)電源是保證LED發(fā)光品質(zhì)及整體照明性能的關(guān)鍵。

在普通照明和商業(yè)照明等交流供電場(chǎng)合，LED驅(qū)動(dòng)電源需要進(jìn)行輸入功率因數(shù)校正(PowerFactorCorrection，PFC)，為了保證輸出功率恒定，通常會(huì)選用容量較大的電解電容平衡瞬時(shí)輸入功率(pin)與輸出功率(po)之間的脈動(dòng)功率(ΔE)。然而，高質(zhì)量電解電容在額定工作溫度下的使用壽命為10 000h左右[6]，并且隨著工作溫度升高和電解液揮發(fā)其壽命會(huì)大大減短，因而電解電容壽命遠(yuǎn)低于LED芯片壽命(80 000～100 000h)[7-9]。為了提高LED驅(qū)動(dòng)電源壽命，使之與LED芯片壽命相匹配，無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)成為LED照明的關(guān)注熱點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)方案主要從優(yōu)化控制策略[10-13]和優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[14-16]兩方面消除電解電容。

基于優(yōu)化控制策略消除電解電容的核心思想是：減小pin與po之間的脈動(dòng)功率ΔE，進(jìn)而減小儲(chǔ)能電容容值，如圖1a所示。從輸入端思考：在輸入電流中注入適量的諧波電流可減小pin的脈動(dòng)[10-12]，進(jìn)而減小ΔE。從輸出端思考：調(diào)節(jié)LED負(fù)載使其在pin的峰值處多消耗能量，在谷值處少消耗或不消耗能量，使po的脈動(dòng)盡量同步于pin的脈動(dòng)進(jìn)而減小ΔE，即脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)法[12，13]。然而，諧波電流注入法需要進(jìn)一步減小電容容值就必須提高注入諧波電流幅值，而幅值越大輸入功率因數(shù)就越小[11]；低頻脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)LED不僅會(huì)影響輸入功率因數(shù)，而且會(huì)影響LED發(fā)光品質(zhì)、光學(xué)性能(如發(fā)光波長、發(fā)光強(qiáng)度、色溫、閃爍等)和熱性能(如結(jié)溫、熱阻等)[2]。因此，一般情況下常采用恒流驅(qū)動(dòng)，有利于提高LED的熱性能，同時(shí)能起到過載保護(hù)的作用。

基于優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)消除電解電容的核心思想是：保持pin與po之間的脈動(dòng)功率ΔE不變，通過拓?fù)鋬?yōu)化補(bǔ)償部分或全部的脈動(dòng)功率進(jìn)而減小儲(chǔ)能電容容值。因此：①可以在PFC變換器和LED負(fù)載之間并聯(lián)雙向變換器[14]，如 圖1b所示，或者在整流橋和PFC變換器之間并聯(lián)雙向變換器，如圖1c所示。該雙向變換器用于平衡脈動(dòng)功率ΔE，所以LED負(fù)載功率恒定；②可將若干變換器優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)多端口輸出[15]，如圖1d所示。該方案利用DC-DC變換器對(duì)PFC變換器輸出電壓紋波進(jìn)行反相補(bǔ)償，減小PFC變換器輸出紋波對(duì)LED的影響，在保持ΔE大小不變的情況下，為LED提供恒定功率。然而，并聯(lián)雙向變換器的方案更加適合大功率場(chǎng)合下的多個(gè)LED負(fù)載公共適配驅(qū)動(dòng)電源，多端口輸出的方案也更加適合大功率LED驅(qū)動(dòng)電源，并且兩者的緊湊性和集成度都不高。雖然文獻(xiàn)[16]通過拓?fù)浼傻姆绞教岢隽私鉀Q方案，然而該方案所提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)增加了反激變壓器繞組，并且各開關(guān)管嚴(yán)格的開關(guān)邏輯序列又增加了控制的復(fù)雜性。

圖1 現(xiàn)有無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)方案Fig.1 The existing schemes of non-electrolytic capacitor LED driver

本文提出了基于Flyback變換器和Buck變換器集成的無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不僅具有較高的拓?fù)浼啥?，而且各開關(guān)管的邏輯控制簡(jiǎn)單，控制方式易實(shí)現(xiàn)；通過將pin與po的關(guān)系分為pin>po和pin

1 無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源主電路

基于三端口變換器的LED驅(qū)動(dòng)電源結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，三端口變換器將輸入主電源、儲(chǔ)能電容Ca和LED負(fù)載相連，能實(shí)現(xiàn)PFC功能和輸出功率調(diào)節(jié)。其中輸入功率pin和輸出功率po是單向功率流，儲(chǔ)能電容功率pCa是雙向功率流。當(dāng)pin>po時(shí)，多余的能量儲(chǔ)存到電容上；當(dāng)pin

1)主電路拓?fù)錁?gòu)成。由圖3可見，主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是基于Flyback電路與Buck電路集成的三端口變換器。Flyback二次繞組Ns、VDa1組成儲(chǔ)能電容Ca的充電支路；開關(guān)管S3、二極管VDa2、電感La和負(fù)載構(gòu)成的Buck變換器是Ca的放電支路。

2)主電路控制策略。由圖4可見，不同功率條件下主電路工作原理是截然不同的。當(dāng)pin>po時(shí)，多余的能量向Ca充電，Ca的電壓vCa上升，此時(shí)S3處于恒關(guān)斷狀態(tài)，控制S2為LED提供恒定電流；當(dāng)pin

圖2 基于三端口變換器的LED驅(qū)動(dòng)電源結(jié)構(gòu)框圖Fig.2 Block diagram of the LED driver based on three-port converter

圖3 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.3 Topology of the main circuit

圖4 主電路工作原理波形Fig.4 Operating principle waveforms of the main circuit

2 主電路工作原理與分析

2.1 pin>po時(shí)主電路工作原理與分析

圖5為pin>po時(shí)的主要工作波形，該功率條件下主電路共有4種開關(guān)模態(tài)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)模態(tài)等效電路如圖6所示。

圖5 pin>po時(shí)主要工作波形Fig.5 Key operating waveform when pin>po

圖6 pin>po時(shí)各開關(guān)模態(tài)等效電路Fig.6 Equivalent circuits of different modes when pin>po

1)開關(guān)模態(tài)1[t0，t1]：等效電路如圖6a所示。t0時(shí)刻之前，F(xiàn)lyback變換器勵(lì)磁電流im為零，濾波電容Co向LED負(fù)載供電；t0時(shí)刻，開關(guān)管S1、S2開通，二極管VDr1和VDr4(或者二極管VDr2和VDr3)導(dǎo)通，S3在pin>po時(shí)處于恒關(guān)斷狀態(tài)。由于二次側(cè)二極管VDR在S1導(dǎo)通期間承受反壓而不導(dǎo)通，故S2沒有電流流過，此階段S2為無效開通。假設(shè)輸入電壓vin在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)保持不變，則im從零開始線性上升

(1)

式中，Lm為勵(lì)磁電感。

t1時(shí)刻開關(guān)管S1關(guān)斷，該時(shí)刻im為

(2)

2)開關(guān)模態(tài)2[t1，t2]：等效電路如圖6b所示。t1時(shí)刻開關(guān)管S1關(guān)斷，S2仍然導(dǎo)通。儲(chǔ)存在變壓器的能量通過二次側(cè)線圈向負(fù)載釋放，im線性下降。[t1，t2]期間二次側(cè)線圈電流可表示為

(3)

式中，D1為S1的占空比；Ts為S1、S2、S3的開關(guān)周期。

通過控制S2使得一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)向LED釋放的能量恒定，可以實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)LED。因此，t2時(shí)刻S2關(guān)斷，根據(jù)式(3)，t2時(shí)刻變壓器二次電流可表示為

(4)

式中，D2為開關(guān)管S2的有效占空比。

在此開關(guān)模態(tài)，為了保證變壓器能量向LED釋放，而不是通過二極管VDa1給儲(chǔ)能電容Ca充電，Ca的電壓須滿足以下條件

vCa(t)>Vo

(5)

3)開關(guān)模態(tài)3[t2，t3]：等效電路如圖6c所示。S2關(guān)斷后，變壓器中剩余的能量通過二極管VDa1給儲(chǔ)能電容Ca充電，im繼續(xù)線性下降。假設(shè)Ca電壓vCa在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)保持不變，[t2，t3]期間有

(6)

在t3時(shí)刻，im下降到零，t2到t3的時(shí)間間隔為

(7)

4)開關(guān)模態(tài)4[t3，t4]：等效電路如圖6d所示。在此開關(guān)模態(tài)中，濾波電容Co向LED負(fù)載供電。變壓器的一、二次側(cè)線圈電流為零，變壓器被磁復(fù)位。

綜合上述分析可見：在pin>po時(shí)，開關(guān)管S1占空比基本不變，S3處于恒關(guān)斷狀態(tài)，控制S2以實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)LED負(fù)載；S2與S1同時(shí)開通實(shí)現(xiàn)了S2零電壓零電流開通，S3無開關(guān)動(dòng)作，減小了開關(guān)損耗；一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入功率pin多余的能量被第三端口的Ca吸收。

2.2 pin

圖7 pin

圖7為pin

圖8 pin

1)開關(guān)模態(tài)1[t0，t1]：等效電路如圖8a所示。t0時(shí)刻，開關(guān)管S1、S3開通，雖然在pin

(8)

式中，Lm為勵(lì)磁電感。

t1時(shí)刻開關(guān)管S1關(guān)斷，該時(shí)刻im為

(9)

由于在pin

(10)

2)開關(guān)模態(tài)2[t1，t2]：等效電路如圖8b所示。t1時(shí)刻開關(guān)管S1關(guān)斷，S3仍然導(dǎo)通，儲(chǔ)存在變壓器的能量通過二次側(cè)線圈向負(fù)載釋放，Ca繼續(xù)向負(fù)載提供能量，iLa繼續(xù)線性上升。[t1，t2]期間二次側(cè)線圈電流iS2線性下降

(11)

3)開關(guān)模態(tài)3[t2，t3]：等效電路如圖8c所示。開關(guān)管S3在t2時(shí)刻關(guān)斷，電感La通過二極管VDa2續(xù)流，iS2繼續(xù)線性下降。t2時(shí)刻La電流可以表示為

(12)

式中，D3為開關(guān)管S3的占空比。

開關(guān)管S3關(guān)斷后，電感La電流iLa可表示為

(13)

t3時(shí)刻iS2下降為零，即勵(lì)磁電流im下降至零。t1和t3的時(shí)間間隔為

(14)

4)開關(guān)模態(tài)4[t3，t4]：等效電路如圖8d所示。[t3，t4]期間iLa繼續(xù)線性下降。t4時(shí)刻iLa下降為零，t2和t4的時(shí)間間隔為

(15)

此處將iLa設(shè)計(jì)為斷續(xù)，希望采用的電感量較小且主電路設(shè)計(jì)在pin>po工況下能夠與iLa工況解耦。

5)開關(guān)模態(tài)5[t4，t5]：等效電路如圖8e所示。在此開關(guān)模態(tài)中，濾波電容Co向LED負(fù)載供電。變壓器一、二次側(cè)線圈電流為零，變壓器被磁復(fù)位。

綜合上述分析可見：在pin

3 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)

AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電源的交流輸入電壓可表示為

vin(t)=Vmsin(ωt)

(16)

式中，Vm為輸入電壓幅值；ω為角頻率。

若PF=1，且輸出功率恒定，那么儲(chǔ)能電容的容值和電壓表達(dá)式為[11]

(17)

(18)

式中，VCa_max、VCa_min分別為vCa的峰值和谷值；VCa_ave為vCa的電壓平均值;ΔVCa=VCa_max-VCa_min。

為了保證輸出電流恒定，每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)流過負(fù)載的電流都必須等于平均電流Io，經(jīng)計(jì)算得式(19)、式(20)、式(21)。

1)當(dāng)pin>po時(shí)，根據(jù)式(2)、式(4)和圖5有

(19)

2)當(dāng)pin

(20)

3)對(duì)于工作在DCM的Flyback變換器有[10]

(21)

式中，fs為開關(guān)頻率，fs=1/Ts。

Flyback變換器工作在DCM模式以實(shí)現(xiàn)PFC功能，因此有：

1)當(dāng)pin>po時(shí)，開關(guān)模態(tài)1～3的時(shí)間之和Tpin>po需要滿足條件

Tpin>po=D1Ts+D2Ts+ΔT1

(22)

根據(jù)式(21)有

(23)

當(dāng)Vm取最小值時(shí)，D1Ts取最大值

(24)

式中，Vm_min為輸入電壓幅值的最小值。

將式(23)代入式(2)、式(4)得

(25)

(26)

將式(21)、式(23)、式(25)和式(26)代入式(19)解方程可得

(27)

對(duì)式(27)求導(dǎo)得

(29)

將式(27)代入式(26)得到

(30)

將式(27)代入式(7)得到

(31)

聯(lián)合式(18)對(duì)式(31)求導(dǎo)得

(32)

(33)

當(dāng)π/2≤ωt≤3π/4(pin>po)，sin(2ωt)和-cos(2ωt)均遞減，所以根據(jù)式(31)，ΔT1在ωt=(π/2)處取得最大值。

由式(22)、式(24)、式(29)和式(33)得出，當(dāng)pin>po時(shí)需要滿足的邊界條件為

(34)

2)同理，pin

Tpin

(35)

根據(jù)式(14)和式(25)有

(36)

(37)

由式(24)、式(35)和式(36)得出，當(dāng)pin

(38)

為了保證LED驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)定工作，在不同的輸入功率條件下主電路參數(shù)均需滿足式(34)、式(38)的邊界條件。因此，從式(34)、式(38)看出需要確定的主電路參數(shù)有Lm、Ca、VCa_min和Np∶Ns。下面以設(shè)計(jì)實(shí)例對(duì)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行說明，電路參數(shù)為：Vo=45 V，Po=13.5 W，Ts=10 μs，Vm_min=127 V。

圖9 F3在不同VCa_min條件下的曲面圖形Fig.9 Surface of F3 under different VCa_min

圖9為式(34)在不同VCa_min條件下以Lm和Ca為函數(shù)變量的曲面圖形，為了保證電路在pin>po時(shí)工作在DCM，Lm和Ca參數(shù)必須使F3≤0。從圖中可看出：當(dāng)Ca和F3一定時(shí)，Lm隨VCa_min變小而變小。Lm越小導(dǎo)致一、二次側(cè)器件所承受的電流應(yīng)力越大；VCa_min越小VCa_max就越大，從而導(dǎo)致一、二次側(cè)器件所承受的電壓應(yīng)力越大。同理，為了保證電路在pin

例如選擇Lm=240 μH，VCa_min=100 V，在Ca<15 μF的情況下所對(duì)應(yīng)的時(shí)間Tpin>po和Tpin

4 控制策略

在傳統(tǒng)Flyback變換器的控制中，一次側(cè)開關(guān)管S1是由輸出電流反饋控制的，并將Flyback變換器設(shè)計(jì)為DCM模式實(shí)現(xiàn)PFC功能。所提出拓?fù)渲幸淮蝹?cè)開關(guān)管S1由儲(chǔ)能電容Ca的平均電壓反饋控制。如圖10所示控制電路原理圖，Ca的電壓信號(hào)經(jīng)過光耦采樣得到，光耦輸出經(jīng)過RC低頻濾波電路(R=5.1 kΩ，C=2.2 μF)將100 Hz電壓紋波濾除后得到Ca的平均電壓信號(hào)，該信號(hào)進(jìn)入Ca平均電壓控制PI調(diào)節(jié)器(1.5+100/s)，PI調(diào)節(jié)器輸出與鋸齒波比較即可得到S1的開關(guān)信號(hào)G1。在一個(gè)工頻周期內(nèi)Ca的平均電壓穩(wěn)定，所以開關(guān)管S1占空比基本不變，F(xiàn)lyback變換器工作在DCM模式以實(shí)現(xiàn)PFC功能。

圖10 控制電路原理圖Fig.10 The schematic of control circuit

輸出電流Io由開關(guān)管S2和S3控制，Io信號(hào)由1 Ω電阻采樣得到，經(jīng)放大后進(jìn)入輸出電流控制PI調(diào)節(jié)器(68+6.8×105/s)，PI調(diào)節(jié)器輸出與鋸齒波比較得到開關(guān)信號(hào)PWMa(100 kHz)。在第2節(jié)對(duì)電路工作原理分析中可知，pin

整流輸出電壓vrec經(jīng)電阻采樣后進(jìn)入pin、po大小判斷功能模塊，該模塊的輸出信號(hào)PWMc(100 Hz)和PWMa進(jìn)行邏輯或運(yùn)算得到S2開關(guān)信號(hào)G2，和PWMb進(jìn)行邏輯與運(yùn)算得到S3的控制信號(hào)G3。從而實(shí)現(xiàn)：pin>po時(shí)，S3處于恒關(guān)斷狀態(tài)，S2控制輸出電流；pin

5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證該方案的正確性和可行性，在實(shí)驗(yàn)室完成了一臺(tái)13.5 W的原理樣機(jī)。主要參數(shù)見表1，主電路關(guān)鍵參數(shù)均滿足式(34)、式(38)的要求。從表1看到，該拓?fù)渲徊捎昧?.2 μF的輸出濾波電容。而在傳統(tǒng)的Flyback變換器中，當(dāng)PF=1時(shí)，若輸出電壓脈動(dòng)為1 V，根據(jù)式(17)，所需輸出電容Co的容值為955 μF。

表1 原理樣機(jī)主要參數(shù)

Tab.1 Key parameters of the prototype

參 數(shù)取 值輸入電壓vin/V110反激變壓器匝比nn=Np∶Ns=22∶15勵(lì)磁電感Lm/μH240開關(guān)頻率fs/kHz100電感La/μH150儲(chǔ)能電容Ca10μF(250V)濾波電容Co2.2μF(63V)額定輸出電壓Vo/V45額定輸出電流Io/mA300

圖11為輸入電壓vin、輸入電流iin、Ca電壓vCa和輸出電壓Vo的實(shí)驗(yàn)波形。從實(shí)驗(yàn)波形可看出：輸出電壓恒定，儲(chǔ)能電容電壓為脈動(dòng)電壓形式，其平均值為120 V、紋波40 V、脈動(dòng)頻率100 Hz，通過Ca的儲(chǔ)存能量和釋放能量平衡pin和po之間的脈動(dòng)功率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致。

圖12為Ca的電壓vCa、S2和S3的驅(qū)動(dòng)波形G2和G3以及輸出電壓Vo的實(shí)驗(yàn)波形。從實(shí)驗(yàn)波形可看出：當(dāng)pin>po時(shí)，S3處于恒關(guān)斷狀態(tài)，對(duì)Ca充電，vCa上升，此時(shí)控制S2為LED提供恒定功率；當(dāng)pin

圖12 vCa、G2、G3和Vo實(shí)驗(yàn)波形Fig.12 Waveforms of vCa、G2、G3 and Vo

圖13為pin>po時(shí)S1和S2的驅(qū)動(dòng)波形G1和G2以及S2和二極管VDa1的電流波形iS2和iVDa1。從實(shí)驗(yàn)波形可看出：當(dāng)pin>po時(shí)，S1、S2同時(shí)開通，S1開通反激變壓器儲(chǔ)存能量，但由于二次側(cè)二極管VDR在S1導(dǎo)通期間承受反向電壓而不導(dǎo)通，故S2電流iS2為零；當(dāng)S1關(guān)斷，S2仍然導(dǎo)通，此時(shí)反激變壓器的能量通過S2向負(fù)載釋放；S2導(dǎo)通一段時(shí)間后關(guān)斷，反激變壓器剩余的能量通過VDa1向Ca充電，反激變壓器工作在斷續(xù)狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致。

圖13 當(dāng)pin>po時(shí)G1、G2、iS2和iVDa1實(shí)驗(yàn)波形Fig.13 Waveforms of G1、G2、iS2 and iVDa1 when pin>po

圖14為pin

圖14 當(dāng)pin

6 結(jié)論

在AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電源中，消除電解電容是LED照明驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。

1)提出一種無電解電容LED驅(qū)動(dòng)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浼啥雀?，控制方式易?shí)現(xiàn)。

2)通過將pin與po的關(guān)系分為pin>po和pin

3)依據(jù)主電路工作原理的分析，給出了主電路關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和思路，并通過構(gòu)造函數(shù)邊界條件確定了主電路關(guān)鍵參數(shù)。設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的控制電路。

4)通過實(shí)驗(yàn)原理樣機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了理論分析的正確性和可行性。

基于以上三端口變換器消除電解電容思想可進(jìn)一步推廣，例如應(yīng)用于抑制單相逆變器輸入二次紋波電流，反激式微型逆變器消除電解電容

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An Electrolytic Capacitor-Less LED Driver Based on an Integrated Three-Port Converter

Wang Fei Zhong Yuanxu Li Lin Ruan Yi

(ShanghaiKeyLaboratoryofPowerStationAutomationTechnologySchoolofMechatronicEngineeringandAutomationShanghaiUniversityShanghai200072China)

TheelectrolyticcapacitoristhekeycomponentthatlimitsthelifetimeofAC-DClight-emittingdiode(LED)driver.Therefore，howtoeliminatetheelectrolyticcapacitorinLEDdriversisakeyproblem.Inthispaper，anelectrolyticcapacitor-lessLEDdriverwhichisintegratedbyFlybackconverterandBuckconverterwasproposed.Thedriverishighlyintegratedwithsimplecontrol.Intheproposedcircuit，therelationshipbetweeninputpower(pin)andoutputpower(po)wasdividedintotwomodes:pin>poandpin

LEDdriver，F(xiàn)lybackconverter，electrolyticcapacitor-less，three-portconverter

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51107078)和上海市教育委員會(huì)科研創(chuàng)新項(xiàng)目(15ZZ043)資助。

2015-06-17 改稿日期2015-10-12

TM46

汪 飛 男，1981年生，博士，副教授，研究方向?yàn)樾履茉窗l(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)、電能質(zhì)量控制技術(shù)、固態(tài)照明驅(qū)動(dòng)。

E-mail：f.wang@shu.edu.cn(通信作者)

鐘元旭 男，1988年生，碩士研究生，研究方向?yàn)長ED照明驅(qū)動(dòng)電源、AC-DC變換器以及DC-DC變換器。

E-mail：zhongyuanxu@shu.edu.cn