Нелинейные свойства полупроводниковых преобразователей напряжения для светодиодных источников света
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2018-5-42-47Ключевые слова:
светоизлучающий диод, эмиссия гармоник, коэффициент мощности, форма тока, напряжениеАннотация
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.
Библиографические ссылки
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.
