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半导体发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有寿命长、效率高、绿色环保等优点，已被广泛应用于室内照明、汽车照明、显示屏、和智能照明等领域。LED 是电流型器件，LED 驱动电源需提供其所需的恒定电流。在交流供电场合，为减小对交流电网的谐波干扰，LED驱动电源还应实现高功率因数，即采用功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）电路。由于 PFC 电路的输入交变功率和输出恒定功率之间不可避免存在差值，通常采用容量大的电解电容来平衡，但电解电容寿命短，难以匹配LED 光源的长寿命。因此，本项目提出采用有源功率解耦的方式，实现输入和输出功率的平衡，避免使用电解电容，同时保证输入端的高功率因数。
有源功率解耦方法本质上是通过在电路中增加有源开关器件和储能元件，将输入交流侧的低频脉动功率转移到非输出端储能元件中，由于非输出端口的平均电压或纹波电压不受负载特性限制，因此其输出电容容值可以减少，从而避免使用电解电容。此外，不同有源功率解耦电路可避免能量的二次流动，提高效率。因此，本文基于此原理，从具有近似PFC功能的断续模式（Discontinuous Current Mode，DCM）下Boost变换器出发，推导出改进型Boost PFC变换器，包括两个输出端口，一个端口用于将有功功率直接传递到负载，另一个端口在输入功率大于输出功率时，将低频脉动功率转移到中间储能电容中；在输入功率小于输出功率时，中间储能通过 Buck-Boost 变换器功率解耦电路，将能量传递给负载。通过以上方式，实现输入端的高功率因数，保证 LED输出功率恒定，去除电解电容，且二倍频脉动功率仅流经功率解耦电路一次，提高效率。
本文详细介绍了该无电解电容的AC-DC LED驱动电路的推导过程，并对解耦后的输入功率进行了功率流通路径分析，从拓扑角度证明其具有更高转换效率。针对该电路，本文亦提出载波叠层控制策略来实现 LED驱动电源的恒定电流输出，即在同一个载波上叠加两个不同的直流电压源可以形成两个叠层的载波，因此，该控制方法仅需一个反馈环即可实现输出电流恒定，无需乘法器、逻辑门电路等器件，具有控制电路简单、响应速度快等特点。最后，本文在实验室搭建了一台实验样机，并给出了主电路及控制电路中参数设计，验证了所提出的LED驱动电源拓扑及控制策略的有效性。
有源功率解耦方法本质上是通过在电路中增加有源开关器件和储能元件，将输入交流侧的低频脉动功率转移到非输出端储能元件中，由于非输出端口的平均电压或纹波电压不受负载特性限制，因此其输出电容容值可以减少，从而避免使用电解电容。此外，不同有源功率解耦电路可避免能量的二次流动，提高效率。因此，本文基于此原理，从具有近似PFC功能的断续模式（Discontinuous Current Mode，DCM）下Boost变换器出发，推导出改进型Boost PFC变换器，包括两个输出端口，一个端口用于将有功功率直接传递到负载，另一个端口在输入功率大于输出功率时，将低频脉动功率转移到中间储能电容中；在输入功率小于输出功率时，中间储能通过 Buck-Boost 变换器功率解耦电路，将能量传递给负载。通过以上方式，实现输入端的高功率因数，保证 LED输出功率恒定，去除电解电容，且二倍频脉动功率仅流经功率解耦电路一次，提高效率。
本文详细介绍了该无电解电容的AC-DC LED驱动电路的推导过程，并对解耦后的输入功率进行了功率流通路径分析，从拓扑角度证明其具有更高转换效率。针对该电路，本文亦提出载波叠层控制策略来实现 LED驱动电源的恒定电流输出，即在同一个载波上叠加两个不同的直流电压源可以形成两个叠层的载波，因此，该控制方法仅需一个反馈环即可实现输出电流恒定，无需乘法器、逻辑门电路等器件，具有控制电路简单、响应速度快等特点。最后，本文在实验室搭建了一台实验样机，并给出了主电路及控制电路中参数设计，验证了所提出的LED驱动电源拓扑及控制策略的有效性。