《高能源效率、高可靠性HB-LED驅動電源關鍵技術研究》是依託西南交通大學，由馬紅波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高能源效率、高可靠性HB-LED驅動電源關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬紅波
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
照明用電約占人類總用電的20%以上，是節能的關鍵。HB-LED因其高光效、長壽命、環保等優點，成為21世紀最具潛力的綠色光源。然而其驅動電源卻因效率不高(特別是輕載效率)、壽命較短、驅動方式不佳等問題，成為HB-LED 照明發展的瓶頸。項目在繼前期研究的Twin-Bus HB-LED驅動電源之後，首次從能源利用率的角度，提出調光狀態下的效率問題，即驅動電源的能源效率，並提出和研究多模式混合控制及最佳脈衝寬度Burst Mode的控制策略；針對傳統電解電容消去方法致使驅動電源效率降低、輸入電流畸變及HB-LED光輸出閃爍的問題，首次提出具有較強低頻紋波抑制能力的PI級聯準諧振和PI級聯準陷波器的新型控制方法。該方法不但降低了傳統PI控制對高控制頻寬的要求，而且沒有任何懲罰；討論了嵌入諧振模式的高效率PWM變換器拓撲和考慮光衰及結溫補償的HB-LED驅動技術。最後，構建了原理樣機和實驗驗證。
結題摘要
HB-LED因其高光效、長壽命、環保等優點，成為21世紀最具潛力的綠色光源。然而其驅動電源卻因效率不高、壽命較短、驅動方式不佳等問題，成為HB-LED 照明發展的瓶頸。本項目針對HB-LED驅動電源高效率、高性能、長壽命的需求，從電路拓撲、驅動架構和控制方法進行研究，主要研究成果包括： (1) 針對傳統三級式架構中的經典電路拓撲，將Boost PFC與半橋LLC進行集成，提出了一種單級無橋Boost-LLC AC-DC變換器拓撲； (2) 以提出的新型單級Boost-LLC AC-DC變換器為基礎，結合Twin-Bus架構，提出一種準單級、無電解電容高功率HB-LED照明驅動方案；該方案具有最少的功率轉換級數、較高的轉換效率、最低的成本和高的可靠性以及較優的輸入輸出特性；(3)在分析電路機理和相關調製策略的基礎上，提出了基於Bus電壓前饋和反饋的兩種PFM-PWM混合控制技術, 解決了全球輸入電壓下Bus電壓過高及LLC諧振參數設計困難的問題；(4) 引入準諧振技術術和開關管最小關斷時間Toff_min 控制，解決了針對傳統低頻紋波對消架構中前級CRM Flyback 拓撲存在負載範圍和線周期內開關管開關頻率變化範圍較寬，開關損耗大的問題；(5) 提出了一種改進型的無橋SEPIC PFC電路拓撲, 克服了傳統無橋SEPIC PFC存在環流噪聲的缺點。 研究成果解決了傳統HB-LED驅動電源的低效率、高成本、短壽命等問題，促進了HB-LED照明電源的性能提升，對最佳化相關電源產品性能、降低成本、節能減排具有重要意義。
