技術分享：一款新型AC LED變換器拓撲電路設計

2 LCC 參數的選擇

下面我們分析LCC參數的計算方法，通過開關管S2和S3互補導通，使得LCC 諧振電路輸入為交流，工作狀態如圖2 所示。

圖2

根據其工作狀態可得到LCC 等效電路，其中C=2 C1=2 C2，LED 用其等效模型代替。

Von為串聯開啟電壓23.5V，Re為串聯等效電阻7Ω。當輸出電壓Vo絕對值小于開啟電壓Von時，io=0，相當于空載情況，輸入輸出傳遞函數為：

當輸出電壓Vo絕對值大于開啟電壓Von時，負載等效為Ro，輸入輸出傳遞函數為：

根據負載特性，當|Vo| 《Von時，應盡快使得|Vo|上升至Von，以使得LED盡快點亮。從而可使得式(12)的諧振頻率等于S2的開關頻率fs=45kHz即：

當輸出電壓Vo絕對值大于開啟電壓Von時，同時希望Vo變化速度變慢使得LED持續導通，輸入輸出傳遞函數的增益也有所要求，增益值必須足夠高使得輸出電壓可達到LED最高承受電壓值。即：

式中：Vomax為輸出電壓的峰值，Vimax為|Vcc/2|的最大值。結合式(10)~(12)可得在滿足式(13)等式條件下，根據式S95H的限制條件，可選擇電感L2應小于0.45mH。

我們的設計目標為輸出功率20W，輸出最高峰值電壓不超過34V。每串LED負載開啟電壓為 23.5V，等效內阻為7Ω，流過最大峰值電流不超過1.5A.因此，選擇電感r6值分別為50、100、150、200uH得到圖3的仿真波形，根據增益和諧振頻率限制條件，取L2=100uH，再由式(12)可得C2=133nF。

圖3

圖4

圖5

通過以上的理論分析，我們對圖1中沒有PFC校正電路和有PFC校正電路進行了仿真分析，如圖4和圖5所示。通過仿真分析可知，圖1的拓撲電路結構和參數的選擇是可行的。實驗驗證

根據前面的理論分析，我們制作了ACLED燈的控制模塊，其設計參數以仿真數據為依據，輸入交流電壓Vin為220V，S1開關頻率為20 kHz，S2和S3開關頻率為30 kHz；主功率電感L1為0.865 mH；諧振電感L2為0.1 mH，儲能電容C1和C2都為1.2 mF；諧振電容C3為133 nF，開關管的PWM 信號由DSP 產生。圖6為在圖1中沒有PFC 電路時測試的電源輸入端的交流電壓和交流電流測試波形，圖7為有PFC 電路時測試的電源輸入端的交流電壓和交流電流測試波形。