基于LLC谐振变换器的大功率LED驱动电源的探讨

方案，进一步提高LLC谐振变换器的适用性。

关键词：LLC谐振变换器；大功率；LED驱动光源

一、大功率LED驱动电源研究意义

LED是绿色照明系统的第四代光源，具有较大的市场开发前景。LED属于固态冷光源，自身照明效率较高，使用寿命较长。随着LED半导体技术的快速发展，大功率LED照明受到研究人员的高度关注。在照明系统中，驱动电源性能对系统输出性影响较大，是LED照明电路发展的核心。驱动电源自身具有的高效性意味着能量损耗较低，对电源使用寿命有着重要的调节作用。此外，调光功能对LED光源具有较大影响，它不仅让各类LED灯具达到优质照明效果，还能对能量损耗问题进行调控，实现节能环保效果。TRIAC调光器是目前应用最为广泛的调光器，但由于其具有一定工作特点，驱动电源功率不能全面适应大功率电源应用指标，不能在大功率LED电路中进行应用。所以研究稳定高效以及宽负载范围调光的大功率LED驱动光源具有重要意义。

二、基于LLC谐振变换器的大功率LED驱动电源原理

如图1所示。该电源输入为220V交流电，经整流电路后，经过有源功率因数对电路进行校正，而后能产生较为稳定的直流电压，这样能为LLC谐振变换器提供直流电。LLC变换器输出信号在输出变压器作用下，经过滤波电路处理能为LED提供充电源。方波振荡器电路主要是为产生两路相位相反的信号，从而更好地推动半桥变换器工作，整流滤波电路输出电流能为方波发生器供电。

三、关键电路部分设计分析

1.有源功率因数校正电路

为了使得LED驱动电源输入交流电路基本功率能够保持在均衡值，功率因数要大于0.95，电流谐波失真低于10%，相关技术人员可以通过有源功率因数对电路进行校正。比如当前器件FAN6961是PFC（功率因数校正）的主要控制芯片，能通过稳定的导通时间对DC基本输出电压值进行校正，能對外部开关管实际导通时间进行控制，能确保AC在掉电阶段也能维持自身稳定运行。目前采用的多向量误差放大器主要是在电压钳位以及快速响应基础上进行应用的。如果输出反馈环路出现断路情况，内设电路将会致使控制器各项工作停止。当实际工作电压值达到25V，在实际使用过程中适应性更强。FAN6961主要应用特点是电流低输入、固定的PWM导通时间、零电流检测、环路开路保护，能对最大导通时间进行编程。

2.方波振荡器电路

方波振荡器核心器件以SG3525芯片作为重要器件，产生的两路相位相反的正交信号，其中反馈电压与脉宽调整比较器对两路信号脉宽进行调整，确保输出电压恒定能有效保持。

从图2可以看出，在SG3525中设置振荡电路，开关产生的频率能达到200kHz。SG3525具有良好的限流作用，从恒流恒压对反馈信号进行控制，经过变换之后能进行反馈，这样能起到恒流以及恒压的控制作用。通过两路正交信号，使得加速之后的电路提供驱动电压给场效应管栅极。其中放大的电路通过桥式平衡电路形式获取相应的峰值信号。加速电路构成节点较多，主要功能是在关断瞬间使功率管能有效减少过渡时间，使得开关损耗问题有效降低。SG3525及相关电路输出至效应管的栅极驱动波形图如图3所示。

3.谐振部分及次级整流电路

在方波信号下，功率开关之间会产生方波功率信号，谐振电感、电容以及励磁电感之间能有效构成谐振电路部分。次级整流电路是由变压器、二极管以及输出电容构成。从计算参数值能获取LED灯驱动电源的LLC变换器实验波值，通过有源功率因数校正技术以及LLC谐振变换技术能控制LED灯驱动电源，主要技术指标功率因数较大，谐波失真情况较小，能满足初步预算设计。

参考文献：

[1] 丁涛，李洁，赵文群，等.200W LED驱动电源的实现[J].工业控制计算机，2017（8）：157-158，160.

[2] 林羽静，杨秀芝，林丽芗，等.基于CLCL谐振网络的LED驱动电源设计[J].中国照明电器，2017（3）：5-8.