有源纹波补偿降压型LED驱动电源
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２０１８年 ４月 ２５日第 ３５卷第 ４期 ｄｏｉ： １０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０１８．０４．００７
通 电．潦 梭 】Ｉ：
Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐ０ｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｎｐｒ ２５， ２０１８。 Ｖ ｏ１． ３５ Ｎ ｏ． ４ ．
有 源 纹 波 补 偿 降压 型 ＬＥＤ 驱 动 电源
电路又可称为三 端式变换器 。除 了开关管外 ，电路 中采 用了电感 、电容 等器件共 同构成 ＢＵＣＫ变换器 ，能够 实 现对输入 电压 的降低 ，即输 出量小于输入量 。
１ 开关 电源 的选择
图 Ｉ Ｂｕｃｋ电路图
ＬＥＤ 照 明驱 动 电源 的 电路 有多 种选择 。第一 种驱 动 电路可 以采 用 限 电阻 的方式 进行 驱 动 ，结 构 简单 ， 但 ＬＥＤ光 线 的调 节 能 力 较 弱 Ｊ；第 二 种 驱 动 电路 电 路 采 用运算 放 大器 作为 核心 的线 性控 制驱 动 电路 ，运 算 放 大器 与三 极管 可 以提 高驱动 电路 的工作 效率 ，但 是三 极管 的饱 和压 降导 致 电压调 节 范 围缩小 ，限制 了 ＬＥＤ照 明 的发光 程度 ；第 三种 驱动 电路选 择开 关 变 换式 的 ＬＥＤ 驱动 电路 ，利用 电流采样 信号进 行反馈 ， 能够 实现恒 流输 出，使 ＬＥＤ 照明发 光稳定 ，满足驱 动 ＬＥＤ 照 明低 压恒 流 的要求 Ｊ。常 见 的电感 式开关 电源 有三种 ］：ＢＵＣＫ、ＢＯＯＳＴ和 ＢＵＣＫ—Ｂ０ｏＳＴ。
刘沅 玲 ，高 严 ，贾 文超 （长春 光 华学 院 电气 信息 学 院 ，吉林 长 春 １３００００）
摘 要 ：ＬＥＤ 照 明是 一 种 应 用 广 泛且 节 约能 源 绿 色环 保 的 一种 光源 ，在 各行 各业 逐 步 替 代 了传 统 光 源。 ＬＥＤ 照 明 自身 的 二极 管特 性 。 使 其 无 法 直接 接 入供 电 系统 使 用， 需要 低 压 直 流进 行 驱 动 。在 电源 中存 在 电感 纹 波， 会 对 ＬＥＤ发 光 的 光线 产 生 波动 。 影 响 ＬＥＤ正 常发 光 ，严 重 时 将 缩短 ＬＥＤ 使 用 寿 命。 为 了 ＬＥＤ 驱 动 体 积 的 小 型化 和 延 长使 用周期 。 采 用 ＰＮＰ型 三 极 管 为核 心 的 补偿 电路 对 电感 纹 渡进 行 吸 收。实现 ＬＥＤ照 明驱 动 电源微 型化 和使 用 时 间的 长 寿化 ，达 到 了节 约 电 能源 的 目的。 最后。利用 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 电力 电子仿真软件对补偿 电路进行性能仿真验证。
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： ＬＥＤ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｉＳ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｗ ｈｉｃｈ ｉＳ ｗ ｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ａｎｄ ｓａｖｅｓ ｅｎｅｒｇｙ ｇｒｅｅｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔ ｈａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ａｌｌ ｗ ａｌｋｓ ｏｆ ｌｉｆｅ．Ｔ ｈｅ ｄｉｏｄｅ ＬＥ Ｄ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｉｔｓｅｌｆ．ｉｔ ｃａｎ ｎｏｔ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｃｃｅｓｓ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ，ｎｅｅｄ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ ｄｒｉｖｅ ｈａｓ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｒｉｐｐｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｗ ｅｒ ｓｕｐｐｌｙ，ｗ ｉｌｌ ｆｌｕｃｔｕａｔｅ ｏｎ ＬＥＤ ｌｉｇｈｔ ｅｍ ｉｔｔｉｎｇ ｌｉｇｈｔ。ｎｏｒｍ ａｌ ｌｉｇｈｔ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ＬＥＤ ｗ ｉｌｌ ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｒｅ ｏｆ ｓｅｒｉｏｕｓ ＬＥＤ．ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍ ｉｎｉａｔｕｒｉｚｅ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｓｅｒｖ ｉｃｅ ｃｙｃｌｅ，ｂｙ ＰＮＰ ｔｈｅ ｔｒｉｏｄｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏ ｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｒｉｐｐｌｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ。 ＬＥＤ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｄｒｉｖｅ ｐｏｗ ｅｒ ａｎｄ ｍ ｉｎｉａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｉｍ ｅ ｌｏｎｇ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇ ｙ ｓａｖｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ Ｍ ｕｌｔｉｓｉｍ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬＥＤ： ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｒｉｐｐｌｅ：ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ； ｓｔｅｐ－ｄｏｗｎ ｃｉｒｃｕｉｔ： ｒｉｐｐｌｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
０ 引 言
作 为 绿 色 清 洁 的照 明 ＬＥＤ，不 含 污 染 环 境 的 物 质 。正常工作状 态下 ，发 出的光线 中不含有紫外 光线 ， 具 有 ８０％ ～ ９Ｏ％ 的发 光 效 率 ，可 为 使 用 者 提 供 大 于 １００ ０００ ｈ的照 明时间 Ｊ。它 的发光 原理与半导体 二极 管 的原 理基 本 一致 ，需要 恒 流低 压进 行照 明供 电。驱 动 电源是 ＬＥＤ 照明 的重要 供压源 ， 因此驱 动 电源 工作 的稳定性决定 了 ＬＥＤ 照明发光 的稳定性 Ｊ。
关键 词 ：ＬＥＤ； 电感 纹 波 ； 开 关 电源 ；降压 电路 ；纹 波 补偿
Ａ ｃｔ— ｄ０ｗ ｎ Ｔｙｐｅ ＬＥＤ Ｄｒｉｖｅ Ｐｏｗ ｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ
ＬＩＵ Ｙｕａｎ－ｌｉｎｇ，ＧＡＯ Ｙａｎ，ＪＩＡ Ｗ ｅｎ－ｃｈａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｇｕａｎｇｈｕａ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００００， Ｃｈｉｎａ）
通 电．潦 梭 】Ｉ：
Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐ０ｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｎｐｒ ２５， ２０１８。 Ｖ ｏ１． ３５ Ｎ ｏ． ４ ．
有 源 纹 波 补 偿 降压 型 ＬＥＤ 驱 动 电源
电路又可称为三 端式变换器 。除 了开关管外 ，电路 中采 用了电感 、电容 等器件共 同构成 ＢＵＣＫ变换器 ，能够 实 现对输入 电压 的降低 ，即输 出量小于输入量 。
１ 开关 电源 的选择
图 Ｉ Ｂｕｃｋ电路图
ＬＥＤ 照 明驱 动 电源 的 电路 有多 种选择 。第一 种驱 动 电路可 以采 用 限 电阻 的方式 进行 驱 动 ，结 构 简单 ， 但 ＬＥＤ光 线 的调 节 能 力 较 弱 Ｊ；第 二 种 驱 动 电路 电 路 采 用运算 放 大器 作为 核心 的线 性控 制驱 动 电路 ，运 算 放 大器 与三 极管 可 以提 高驱动 电路 的工作 效率 ，但 是三 极管 的饱 和压 降导 致 电压调 节 范 围缩小 ，限制 了 ＬＥＤ照 明 的发光 程度 ；第 三种 驱动 电路选 择开 关 变 换式 的 ＬＥＤ 驱动 电路 ，利用 电流采样 信号进 行反馈 ， 能够 实现恒 流输 出，使 ＬＥＤ 照明发 光稳定 ，满足驱 动 ＬＥＤ 照 明低 压恒 流 的要求 Ｊ。常 见 的电感 式开关 电源 有三种 ］：ＢＵＣＫ、ＢＯＯＳＴ和 ＢＵＣＫ—Ｂ０ｏＳＴ。
刘沅 玲 ，高 严 ，贾 文超 （长春 光 华学 院 电气 信息 学 院 ，吉林 长 春 １３００００）
摘 要 ：ＬＥＤ 照 明是 一 种 应 用 广 泛且 节 约能 源 绿 色环 保 的 一种 光源 ，在 各行 各业 逐 步 替 代 了传 统 光 源。 ＬＥＤ 照 明 自身 的 二极 管特 性 。 使 其 无 法 直接 接 入供 电 系统 使 用， 需要 低 压 直 流进 行 驱 动 。在 电源 中存 在 电感 纹 波， 会 对 ＬＥＤ发 光 的 光线 产 生 波动 。 影 响 ＬＥＤ正 常发 光 ，严 重 时 将 缩短 ＬＥＤ 使 用 寿 命。 为 了 ＬＥＤ 驱 动 体 积 的 小 型化 和 延 长使 用周期 。 采 用 ＰＮＰ型 三 极 管 为核 心 的 补偿 电路 对 电感 纹 渡进 行 吸 收。实现 ＬＥＤ照 明驱 动 电源微 型化 和使 用 时 间的 长 寿化 ，达 到 了节 约 电 能源 的 目的。 最后。利用 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ 电力 电子仿真软件对补偿 电路进行性能仿真验证。
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： ＬＥＤ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｉＳ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｗ ｈｉｃｈ ｉＳ ｗ ｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ａｎｄ ｓａｖｅｓ ｅｎｅｒｇｙ ｇｒｅｅｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔ ｈａｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ａｌｌ ｗ ａｌｋｓ ｏｆ ｌｉｆｅ．Ｔ ｈｅ ｄｉｏｄｅ ＬＥ Ｄ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｉｔｓｅｌｆ．ｉｔ ｃａｎ ｎｏｔ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｃｃｅｓｓ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ，ｎｅｅｄ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ＤＣ ｄｒｉｖｅ ｈａｓ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｒｉｐｐｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｗ ｅｒ ｓｕｐｐｌｙ，ｗ ｉｌｌ ｆｌｕｃｔｕａｔｅ ｏｎ ＬＥＤ ｌｉｇｈｔ ｅｍ ｉｔｔｉｎｇ ｌｉｇｈｔ。ｎｏｒｍ ａｌ ｌｉｇｈｔ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ＬＥＤ ｗ ｉｌｌ ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｒｅ ｏｆ ｓｅｒｉｏｕｓ ＬＥＤ．ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍ ｉｎｉａｔｕｒｉｚｅ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｐｒｏｌｏｎｇ ｔｈｅ ｓｅｒｖ ｉｃｅ ｃｙｃｌｅ，ｂｙ ＰＮＰ ｔｈｅ ｔｒｉｏｄｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏ ｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｒｉｐｐｌｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ。 ＬＥＤ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｄｒｉｖｅ ｐｏｗ ｅｒ ａｎｄ ｍ ｉｎｉａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｉｍ ｅ ｌｏｎｇ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇ ｙ ｓａｖｉｎｇ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ Ｍ ｕｌｔｉｓｉｍ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＬＥＤ： ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｒｉｐｐｌｅ：ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ； ｓｔｅｐ－ｄｏｗｎ ｃｉｒｃｕｉｔ： ｒｉｐｐｌｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
０ 引 言
作 为 绿 色 清 洁 的照 明 ＬＥＤ，不 含 污 染 环 境 的 物 质 。正常工作状 态下 ，发 出的光线 中不含有紫外 光线 ， 具 有 ８０％ ～ ９Ｏ％ 的发 光 效 率 ，可 为 使 用 者 提 供 大 于 １００ ０００ ｈ的照 明时间 Ｊ。它 的发光 原理与半导体 二极 管 的原 理基 本 一致 ，需要 恒 流低 压进 行照 明供 电。驱 动 电源是 ＬＥＤ 照明 的重要 供压源 ， 因此驱 动 电源 工作 的稳定性决定 了 ＬＥＤ 照明发光 的稳定性 Ｊ。
关键 词 ：ＬＥＤ； 电感 纹 波 ； 开 关 电源 ；降压 电路 ；纹 波 补偿
Ａ ｃｔ— ｄ０ｗ ｎ Ｔｙｐｅ ＬＥＤ Ｄｒｉｖｅ Ｐｏｗ ｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ
ＬＩＵ Ｙｕａｎ－ｌｉｎｇ，ＧＡＯ Ｙａｎ，ＪＩＡ Ｗ ｅｎ－ｃｈａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｇｕａｎｇｈｕａ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００００， Ｃｈｉｎａ）