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有源纹波补偿BUCK型LED驱动电源

重庆大学学报（自然科学版） 2012年第12期35卷 40-45页

作者：唐治德王官涛杨红张正茂陶凛重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 重庆市电力公司重庆400014

驱动电源是发光二极管(light-emitting diode,LED)照明的重要组成部分。针对因电解电容自身特性导致的驱动电源寿命与LED的长寿命不匹配这一问题,提出了一种有源纹波补偿降压(BUCK)型拓扑结构。该拓扑充分结合了开关电源和线性电源的特... 详细信息

驱动电源是发光二极管(light-emitting diode,LED)照明的重要组成部分。针对因电解电容自身特性导致的驱动电源寿命与LED的长寿命不匹配这一问题,提出了一种有源纹波补偿降压(BUCK)型拓扑结构。该拓扑充分结合了开关电源和线性电源的特点,用辅助有源电路补偿电感纹波电流来取代传统电解电容滤波。文中详细分析了该拓扑的结构组成及工作原理,并且通过仿真和实验验证了该拓扑的结构有效性。理论分析和实验结果均表明,采用有源纹波补偿的拓扑结构可将电感纹波电流完全补偿,使得电路输出为直流。

关键词：发光二极管驱动电源电解电容使用寿命纹波电流检测有源补偿

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有源纹波补偿降压型LED驱动电源

有源纹波补偿降压型LED驱动电源

作者：王官涛重庆大学

学位级别：硕士

随着半导体材料氮化镓的技术突破和大功率白光发光二极管（light-emitting diode,LED）的问世,LED开始进入照明领域,具有广阔的发展前景。LED驱动电源的可靠性和纹波特性受到国内外学者的关注。纹波电流对LED的发光效率和半衰期有较大影... 详细信息

随着半导体材料氮化镓的技术突破和大功率白光发光二极管（light-emitting diode,LED）的问世,LED开始进入照明领域,具有广阔的发展前景。LED驱动电源的可靠性和纹波特性受到国内外学者的关注。纹波电流对LED的发光效率和半衰期有较大影响,驱动电源的可靠性是制约LED灯具寿命的“短板”。目前,研究报道主要局限于开关电源驱动,电源的纹波特性和可靠性均与大容量的电解电容相关。开关电源普遍采用电解电容滤波,因电解电容自身因素导致输出纹波残留、并且会影响驱动电源的体积和整体布局,更严重的是电解电容限制了LED驱动电源的可靠性。因此,采用无电解电容的新型电路拓扑结构或采用新型电容替代电解电容,提高驱动电源的可靠性,对于发展LED照明事业具有重大意义。针对以上问题,本文提出将开关电源与线性电源结合,充分利用各自的优势,构成纹波电流小、效率高的LED驱动电源:利用开关电源实现高效率的能量变换,同时利用线性电源抑制电路输出纹波来替代电解电容滤波。该类融合型电源的输出纹波小,无大容量电解电容,小型电容可以采用可靠性高的聚酯电容等容性元件,因此提高了驱动电源的可靠性。主要进行了以下几个方面的研究: 1.分析了传统Buck电路的结构以及工作原理,研究了电路输出电压纹波的决定因素,总结了降低纹波的几种方法,并且分析了影响电解电容性能的几个主要因素。 2.提出了有源纹波补偿降压（Buck）型LED驱动电路的新型拓扑。介绍了电路的结构组成以及工作原理,设计了电感纹波电流检测与补偿电路,建立了该电路的小信号模型,并且通过分析得到了输出电流与输入电压和占空比的传递函数。讨论了在补偿电路上的损耗,计算了电路的输出效率,可以通过提高电路占空比或者采用辅助电源的形式来提高输出效率。 3.针对LED正向电压的负温度效应,提出了将传统峰值电流控制模式的输出电压反馈改进为输出电流反馈的改进型峰值电流控制模式,并且设计了改进型峰值电流模式控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源。分析了电路工作于大占空比状态时的电感电流振荡及斜坡补偿,推导了输入电压扰动对电感电流的前馈特性,得到了改进型峰值电流控制模式的传递函数结构框图,最后结合功率级电路建立了整体电路的传递函数结构框图。 4.利用仿真软件对所设计的电源进行了原理仿真,验证了电路拓扑的可行性和控制方法的有效性。最后设计了相应的电路实验,得到的实验结果与理论分析和仿真结果一致。仿真和实验结果均表明,采用有源纹波补偿电路可以将电感纹波电流完全补偿,使得电路输出电流为直流。改进型峰值电流模式控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源无需使用大容量电解电容,并且纹波电流检测与补偿电路可与控制电路、开关管集成一体,可以避免因电解电容导致的驱动电源高故障率,并且输出电流不含有纹波是大功率LED的理想电源,对于发展LED照明事业具有深远的意义。

关键词：发光二极管照明电解电容有源纹波补偿改进型峰值电流控制模式

有源纹波补偿Buck型LED驱动电路及其小信号分析

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重庆大学学报（自然科学版） 2013年第3期36卷 65-70,76页

作者：唐治德谢小慧王官涛张晓斌重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 山东省电力公司滨州供电局山东滨州256600

针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源。介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型。通过对小信号模型进行相关分... 详细信息

针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源。介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型。通过对小信号模型进行相关分析,得到了输出电流的表达式,并由此得到了输出电流分别关于输入电压及占空比的传递函数。由传递函数一阶因子的幅频和相频特性分析可知,在设计电路时只要选择合适的参数,就可以将输入扰动完全滤除,使得输出电流为直流。最后通过仿真和实验证实了上述新型电路及其小信号模型的正确性。

关键词： LED驱动电源电解电容有源纹波补偿小信号分析传递函数

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适用于医用X光机电源的一种新型电压倍增器

生物医学工程学杂志 2011年第5期28卷 946-950页

作者：唐治德杨红王官涛张正茂重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

本文针对X光机电源提出了一种新型电压倍增器———串联三相双向对称电压倍增器。它由三只单相双向对称电压倍增器按平滑电容列首尾依次串联组成。该电压倍增器在每个高频电源周期内完成了6次充放电,因而输出电压的纹波频率是驱动电源... 详细信息

本文针对X光机电源提出了一种新型电压倍增器———串联三相双向对称电压倍增器。它由三只单相双向对称电压倍增器按平滑电容列首尾依次串联组成。该电压倍增器在每个高频电源周期内完成了6次充放电,因而输出电压的纹波频率是驱动电源频率的6倍。这种电压倍增器比单相双向电压倍增器输出电压大3倍,纹波因数小1/3;比串联三相对称电压倍增器的输出压降小,响应速度快。仿真结果证实了该串联三相双向对称电压倍增器的优良性能。

关键词： X光机电源电压倍增器纹波频率纹波因数

峰值电流控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源

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华南理工大学学报（自然科学版） 2012年第11期40卷 101-106,112页

作者：唐治德张晓斌王官涛谢小慧重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

为解决大功率LED照明中因电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配这一问题,提出了采用有源纹波补偿电路取代传统驱动电源中电解电容的方案.首先,选用带斜坡补偿的、峰值电流控制的Buck型电路作为主电路,建立了峰值电流控制模式下电... 详细信息

为解决大功率LED照明中因电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配这一问题,提出了采用有源纹波补偿电路取代传统驱动电源中电解电容的方案.首先,选用带斜坡补偿的、峰值电流控制的Buck型电路作为主电路,建立了峰值电流控制模式下电流环的传递函数;然后,通过幅频特性和相频特性分析,得到了不同程度斜坡补偿下的电流环稳定情况.最后,设计了峰值电流模式控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源的原型电路.仿真和实验结果证实了此电路的正确性和可靠性.

关键词： LED照明有源纹波补偿峰值电流控制模式谐波振荡斜坡补偿

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一种新颖的BUCK型LED驱动电路

电气应用 2011年第6期30卷 45-48页

作者：唐治德王官涛杨红张正茂重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室

因自身的高效节能等优点LED照明是照明领域的发展方向。传统上用于LED驱动的BUCK电路采用电解电容滤除纹波,效果不够理想,且由于电解电容自身因素容易导致电源故障,其寿命与LED长寿命不匹配。针对这一问题,提出了一种有源补偿电感纹波... 详细信息

因自身的高效节能等优点LED照明是照明领域的发展方向。传统上用于LED驱动的BUCK电路采用电解电容滤除纹波,效果不够理想,且由于电解电容自身因素容易导致电源故障,其寿命与LED长寿命不匹配。针对这一问题,提出了一种有源补偿电感纹波电流的拓扑结构,分析了这种拓扑结构的工作原理。该拓扑将开关电源和线性电源结合起来,取消了电解电容滤波,电流输出恒定,使得LED驱动电源寿命有效提高,而且利于集成化和小型化。

关键词： Keywords LED照明电解皂容滤波辅助线性电路补偿纹波电流检测

基于等效模型的变压器式可控电抗器的结构设计与试验仿真

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变压器 2019年第10期56卷 26-31页

作者：张力李晓宁王官涛高涛国网山东省电力公司滨州供电公司

针对新型无功补偿的变压器式可控电抗器(CRT)需要满足高阻抗、低耦合的特性,提出了一种基于等效模型的CRT基本独立单元结构设计,并通过仿真计算验证了设计的可行性。

关键词：变压器式可控电抗器漏磁铁心等效模型

提升小波用于智能变电站电气设备状态信号去噪研究

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现代电子技术 2020年第8期43卷 82-85页

作者：李巍代佰华伊瑞鹏王官涛刘博山东大学山东济南250000 国网山东省电力公司滨州供电公司山东滨州256600

智能化变电站电气设备在线监测信号需要快速处理及实时传输,针对这一问题,文中采用提升小波算法提取智能化变电站电气设备状态监测信号。该方法采用提升小波对信号进行分解,在阈值选择时采用基于SURE无偏估计的最优阈值自适应选择方法... 详细信息

智能化变电站电气设备在线监测信号需要快速处理及实时传输,针对这一问题,文中采用提升小波算法提取智能化变电站电气设备状态监测信号。该方法采用提升小波对信号进行分解,在阈值选择时采用基于SURE无偏估计的最优阈值自适应选择方法。对典型人工平稳信号及局部放电信号试验,结果表明,所提出的提升小波算法能够很好地滤除信号中的噪声,计算速度更快,具有良好的去噪效果和应用价值。

关键词：信号去噪提升小波算法智能化变电站电气设备信号监测对比分析

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配电网中台区抗负荷波动能力提高的方法研究

能源与环保 2021年第7期43卷 237-242页

作者：王官涛高峰吴晓东国网山东省电力公司滨州供电公司山东滨州256600

针对配电网中台区抗负荷能力较弱,负荷波动恢复时延较长的问题。通过设计负荷交直流检测电路实时检测台区负荷状态,对负荷波动信号及时反应;通过多维分层抽样方法采集负荷波动信号,将波动信号划分条理化;通过改进的错误检测与校正(EDAC... 详细信息

针对配电网中台区抗负荷能力较弱,负荷波动恢复时延较长的问题。通过设计负荷交直流检测电路实时检测台区负荷状态,对负荷波动信号及时反应;通过多维分层抽样方法采集负荷波动信号,将波动信号划分条理化;通过改进的错误检测与校正(EDAC)技术,在原有技术的基础上添加特殊寄存器,加强了系统抗负荷波动能力。试验表明,研究的恢复时间分别缩短了0.4 s以下,提高了台区抗负荷干扰能力。

关键词：配电网台区综合控制系统抗负荷波动交直流检测电路多维分层抽样法 EDAC技术