Нелинейные свойства полупроводниковых преобразователей напряжения для светодиодных источников света
Аннотация
Рассмотрены основные преимущества светодиодных ламп над традиционными источниками света. Одним из основных функциональных элементов светодиодных ламп является преобразователь переменного входного напряжения в постоянный выходной ток с корректором коэффициента мощности (ККМ). Проанализированы основные достоинства и недостатки активных и пассивных ККМ применительно к их использованию в составе светодиодных ламп. Процессы, протекающие в преобразователе с пассивным ККМ, представлены повторяющимися группами из четырех временных интервалов с привязкой границ интервалов к мгновенным значениям выходного напряжения. Даны эквивалентные схемы замещения, поясняющие процессы на разных временных интервалах. Для определения формы тока, потребляемого от источника входного напряжения с нулевым внутренним сопротивлением, использованы операторный метод анализа установившихся значений и классический метод анализа переходных процессов. Вольт- амперные характеристики диодов аппроксимированы кусочно-линейной функцией. Математическое моделирование процессов проводилось в системе автоматизированного проектирования MathCAD. Гармонический состав потребляемого тока определен разложением рассчитанной по приведенным соотношениям функции, описывающей форму потребляемого тока, в ряд Фурье. Для экспериментальной проверки полученных результатов разработан и изготовлен макет преобразователя с пассивным ККМ. Приведено сравнение результатов расчета с данными эксперимента. Представленная аналитическая модель преобразователя напряжения с пассивным ККМ позволяет проводить анализ электромагнитной совместимости устройств питания светодиодных ламп в части эмиссии гармоник.
Литература
2. Чаплыгин Е.Е., Хоанг Ан Нгуен. Спектральное моделирование корректоров коэффициента мощности // Практическая силовая электроника. 2004. № 15. С. 23—28.
3. Чаплыгин Е.Е. Спектральные модели корректоров коэффициента мощности с ШИМ // Практическая силовая электроника. 2003. № 11. С. 26—31.
4. Махлин А. Особенности проектирования блока питания для светодиодных ламп // Полупроводниковая светотехника. 2011. № 1. С. 30—33.
5. Твердов И. Пассивные корректоры коэффициена мощности для однофазных и трехфазных модулей питания // Силовая электроника. 2009. № 4. С. 8—11.
6. Григорьев В., Дуплякин Е. Коррекция коэффициента мощности во вторичных источниках электропитания // Электронные компоненты. 2000. № 2. С. 66—68.
7. Lam J.C.W., Pan Sh., Praveen K.J. A Single-switch Valley-fill Power-factor-corrected Electronic Ballast for Compact Fluorescent Lightings with Improved Lamp Current Crest Factor // IEEE Trans. Industrial Electronics. 2014. V. 61(9). Pp. 4654—4664.
8. Alysson R., Dalla Costa М.А., Campos A., do Prado R.N. An Analysis about Valley Fill Filters Applied to Electronic Ballasts // Proc. 29 th Conf. IEEE Industrial Electronics Soc. 2003. V. 3. Pp. 509—514.
9. Lam J.C.W., Praveen K.J. A Modified Valley Fill Electronic Ballast Having a Current Source Resonant Inverter with Improved Line-current Total Harmonic Distortion (THD), High Power Factor, and Low Lamp Crest Factor // IEEE Trans. Industrial Electronics. 2008. V. 55(3). Pp. 1147—1159.
10. Демирчян К.С., Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники. СПб.: Изд-во Питер, 2003. Т. 2.
---
Для цитирования: Олисовец А.Ю., Туев В.И., Шкарупо С.П. Нелинейные свойства полупроводниковых преобразователей напряжения для светодиодных источников света // Вестник МЭИ. 2018. № 5. С. 42—47. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-42-47.
#
1. Karzov B.N., Kastrov M.Yu. Skhemy Korrektsii Koeffitsienta Moshchnosti s Uchetom Fil'tratsii Pomekh Setevogo Napryazheniya. Prakticheskaya Silovaya Elektronika. 2009;2:2—7. (in Russian).
2. Chaplygin E.E., Khoang An Nguen. Spektral'noe Modelirovanie Korrektorov Koeffitsienta Moshchnosti. Prakticheskaya Silovaya Elektronika. 2004;15:23—28. (in Russian).
3. Chaplygin E.E. Spektral'nye Modeli Korrektorov Koeffitsienta Moshchnosti s SHIM. Prakticheskaya Silovaya Elektronika. 2003;11:26—31. (in Russian).
4. Makhlin A. Osobennosti Proektirovaniya Bloka Pitaniya dlya Svetodiodnykh Lamp. Poluprovodnikovaya Svetotekhnika. 2011;1:30—33. (in Russian).
5. Tverdov I. Passivnye Korrektory Koeffitsienta Moshchnosti dlya Odnofaznykh i Trekhfaznykh Moduley Pitaniya. Silovaya Elektronika. 2009;4:8—11. (in Russian).
6. Grigor'ev V., Duplyakin E. Korrektsiya Koeffitsienta Moshchnosti Vo Vtorichnykh Istochnikakh Elektropitaniya. Elektronnye Komponenty. 2000;2:66—68. (in Russian).
7. Lam J.C.W., Pan Sh., Praveen K.J. A Single-switch Valley-fill Power-factor-corrected Electronic Ballast for Compact Fluorescent Lightings with Improved Lamp Current Crest Factor. IEEE Trans. Industrial Electronics. 2014;61(9):4654—4664.
8. Alysson R., Dalla Costa M.A., Campos A., do Prado R.N. An Analysis about Valley Fill Filters Applied to Electronic Ballasts. Proc. 29th Conf. IEEE Industrial Electronics Soc. 2003;3:509—514.
9. Lam J.C.W., Praveen K.J. A Modified Valley Fill Electronic Ballast Having a Current Source Resonant Inverter with Improved Line-current Total Harmonic Distortion (THD), High Power Factor, and Low Lamp Crest Factor. IEEE Trans. Industrial Electronics. 2008;55(3): 1147—1159.
10. Demirchyan K.S., Neyman L.R. Teoreticheskie Osnovy Elektrotekhniki. SPb.: Izd-vo Piter, 2003;2. (in Russian)
---
For citation: Olisovets A.Yu., Tuev V.I., Shkarupo S.P. The Nonlinear Properties of Semiconductor Voltage Converters for LED Light Sources. MPEI Vestnik. 2018;5:42—47. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-5-42-47.
