传统的LED灯恒流控制是通过AC/DC，再通过DC/DC变换器进行恒流控制，在AC/DC 变换器中，通常在整流电路后面用滤波电容使输出的电压平滑，但是大电容的存在造成交流端的输入电流波形变成尖脉冲，而不再是正弦函数(降低功率因数)。基于以上LED控制存在的缺陷，本文采用ACLED变换器控制。DC LED变换器中由于输入功率为脉动的，输出功率为恒定的，需要中间储能电容来平衡两者的差值，因此，储能电容一般值较大，并采用电解电容，但数值高的电解电容寿命远小于LED的寿命，导致整体变换器的寿命降低。

如果采用AC LED，输入和输出功率都是脉动的，则需要的储能电容值较小，会提高整体变换器的寿命。现有AC LED灯电路结构有串联结构，梯形结构和桥式结构。在AC LED 电路结构中，当输入AC 源为电网电压220 V，50 Hz 时，若不串联限流电阻，则需要大量LED灯串联以限制LED 电流，此时增大了总的开启电压导致功率因数很低。当串联限流电阻时，则需要串联的LED数量减小，功率因数有所提高，但是因为限流电阻将导致效率降低。另外，当LED工作频率为50 Hz时，光源将明显产生闪烁现象；而工作频率为100 Hz 时，大部分人感觉不到灯光的闪烁情况。为了解决AC LED存在的功率因数和效率低，以及提高负载结构所示的频率问题，本文提出了一种新型的ACLED变换器拓扑电路，并对该拓扑电路及控制方法进行分析和研究。

AC LED灯的变换结构

图1 为所提出的AC LED 变换器结构图。vdc为220 V交流电压经过不控整流的脉动电压，为了提高功率因数，本文采用Buck PFC电路来校正电流波形。Buck PFC电路输出电压经过半桥变换器转换成交流信号，作为后级LCC 电路的输入电压，提供给负载LED灯。因此，该拓扑电路主要包括整流电路、Buck PFC、半桥变换器和LCC 谐振电路。从图1 中可以看出，C1和C2的取值很小能达到，因此，该电容对整个拓扑电路的寿命没有影响；LCC 谐振电路输入和输出交流电压的基波频率为100 Hz，从而负载LED 的电压频率也为100 Hz，该频率看不出电压的闪烁。

图1

1 Buck PFC 电路参数的设定

在图1 中，如果整流后的输入电压为：

V 为正弦输入电压的有效值，则输入电流为：

I 为正弦输入电流的有效值。由变换器的输入电压和输出电压之间的关系可知：

将(2)带入(3)，可得d(t)的表达式为：

联立(2)、(3)、(4)式可得：

所以电容纹波电流的有效值为：

对于双管正激电路，变压器原边电流和副边电流的关系如下：

首先设定主开关管频率为fs1=16.6 kHZ，因为电解电容影响变换器的使用寿命，因此尽量使得储能电容C1和C2小，取C1=C2=1 mF，当电感电流工作于连续导电模式(CCM 模式)下时，电流纹波大小为：

式中：D 为开关管S1的占空比，CCM 模式下D = Vce/Vdc.考虑到Vdc最大值为310 V，根据Buck PFC 电路输出电压限制Vce峰值不宜超过220 V，设定电感电流纹波ΔI L1最大值不超过4A，则L1最佳参考值为：