功率电感:LED路灯驱动及智能调光 1 引言 LED 被认为是绿色的第四代光源,是一种固体冷光源,具有高效、寿命长、安全环保、体积小、响应速度快等诸多优点, 目前已经在城市景观装、交通信号与商业广告上广泛应用。近年来随着制造工艺的不断
如果减小负载电流Io,则输入电流Ii也相应地减小,在不考虑转换器的损耗时,U。
I。
=UiIi。
当I。
小到一定值时,iL1的最小值IL1min=0,但由于IL2min>0,故二极管电流的最小值IDmin>0,转换器仍处于电流连续工作方式。
如果进一步减小负载电流I。
时,则电流iL1的波形将出现负值如图(c)所示。
如果电流iL1的负值最大值IL1min,的绝对值,正好和电流iL2的最小值IL2min,相等时,则在t=Ts时,二极管电流tD正好为零,这就是Cuk PWMDC/DC转换器电流临界连续的工作模式。
电流iL1的波形有负值表示电感L1中的电流反向流动,这种现象是由于电容C1的储能引起的。
如果再一步地减小负载电流I。
,则Cuk PWM DC/DC转换器将进入电流断续工作状态。
从电流iD的波形可知,在t=Tdis~Ts期间,二极管电流iD=0,TON+T'sff 在这段时间内,电感L1的电流iL1保持不变,其大小为IL1min,同样,电感L2的电流iL2也保持不变,大小为IL2min,但是IL1min为负,IL2min,为正,而且|IL1min|=|IL2min|,故IL1min+IL2min=0。 此时,形成一个环流在Ui、L1、C1、L2和Cf与负载之间流动。 由于Uc1=Ui+U。 ,故
由于电感L1上平均电压为零,故可以得到电流断续时输出电压U。 和输入电压叽之间的关系为: 于是得要得到电流的关系,可以假定电感L1的电流有正负变化,即在开关管V导通时,电流iL1和iL2的瞬时值为
,将此式与式(3-117)、式(3-124)和式(3-125)联立求解,即可得到ILmin的表达式: 利用式(3-117)和式(3-126)可以求出电流断续工作时,输出电压Uo与输入电压Ui占空比Du及ILmin之问的关系。
,电感电流没有变化,也没有感应电动势出现。
式中,Uc1=Ui+Uo;△Du·Ts为二极管续流时间; 。
假定Cuk转换器的损耗为零,UiIi=U。
由式(3-126)可知,如果
,则ILmin=0电流断续工作时回路中没有环流;如果
,即ILmin>0,与电感L1中电流有负值的假定相符,则回路中有和iL2方向相同的环流;而在时,回路中环流的方向与iL1的正方向相同。