I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 ,   p p .   1084 ~ 1 0 9 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 7 . i 2 . p p 1 0 8 4 - 1 0 9 5           1084       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   H ig h - e ff icie ncy  t wo - sta g LE dri v er wit h  int eg ra t e PF C and  LL reso na nt  co nv erte for publi c  lighting       M a rr ef   M o ha m m ed  Am ine 1 ,2 ,   Sey f   E dd ine  B ec hek ir 2 M o k hta ria   J bil o u 2 ,   M o s t ef a   B ra ha m i 2 ,   Abdelb er   B enda o u d 3   1 I n st i t u t e   o f   A p p l i e d   S c i e n c e a n d   Te c h n o l o g y   ( I S TA ) ,   U n i v e r si t y   o f   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y   o f   O r a n   M o h a m e d - B o u d i a f   ( U S TO M B ),   O r a n ,   A l g e r i a   2 I n t e l l i g e n t   C o n t r o l   a n d   E l e c t r i c a l   P o w e r   S y s t e ms ( I C EPS )   La b o r a t o r y ,   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   D j i l l a l i   Li a b è s U n i v e r s i t y ,   S i d i   B e l   A b b è s ,   A l g e r i a   3 A P ELEC   La b o r a t o r y ,   U n i v e r si t y   D j i l l a l i   L i a b e s ,   S i d i   B e l - A b b e s,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   1 3 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   2 1 ,   2 0 2 6       Th is  p a p e p re se n ts  th e   d e si g n ,   i m p lem e n tatio n ,   a n d   e x p e rime n tal   v a li d a ti o n   o a   1 5 0   tw o - sta g e   l ig h t - e m it ti n g   d i o d e   ( LED )   d ri v e i n teg ra ti n g   a   p o we r   fa c to c o rre c ti o n   ( P F C)  sta g e   a n d   a   h a lf - b ri d g e   L LC  re so n a n c o n v e rter  fo r   p u b li c   li g h ti n g   a p p li c a ti o n s.  Th e   p ro b lem   a d d re ss e d   is  th e   in su ffici e n p o we q u a li t y ,   li m it e d   e fficie n c y ,   a n d   p o o h a rm o n ic  p e rfo rm a n c e   o c o n v e n t io n a LE d ri v e rs  u se d   i n   stre e li g h ti n g .   Th e   p ro p o se d   m e th o d   c o m b in e a n   a d v a n c e d   P F fr o n t - e n d   wi th   a n   LL re so n a n c o n v e rter  o p ti m i z e d   u sin g   first  h a rm o n ic ap p ro x ima ti o n   (F H A) t o   a c h iev e   h ig h   e fficie n c y ,   sta b le o u tp u t   re g u latio n ,   a n d   so ft - sw it c h i n g   o p e ra ti o n .   E x p e rime n tal  re su lt d e m o n stra te  a   sig n ifi c a n t   imp ro v e m e n i n   p o we q u a li t y ,   wit h   t h e   in p u t   c u rre n to tal  h a rm o n ic  d ist o rti o n   ( THD )   re d u c e d   fro m   1 3 4 %   t o   1 7 % ,   a   n e a r - u n it y   p o we r   fa c to r,   a   re g u late d   LE D o u tp u o 3 1 . 6   V/4 . 7 2   A,  a n d   a   c o n v e rsi o n   e fficie n c y   e x c e e d in g   9 5 % .   Th e   si g n ifi c a n c e   o th is  wo r k   li e in   p ro v id in g   a   h ig h - p e rfo rm a n c e ,   sta n d a rd s - c o m p li a n d r iv e t h a su p p o rts  re li a b l e ,   e n e rg y - e fficie n t,   a n d   g ri d - frien d ly   p u b li c   li g h t in g   wit h   re d u c e d   o p e ra ti o n a l   c o sts.   K ey w o r d s :   L E d r iv er   L L C   r eso n an t c o n v er ter   Po wer   f ac to r   co r r ec tio n     Pu b lic  lig h tin g   T o tal  h ar m o n ic  d is to r tio n     Z er o - v o ltag s witch in g     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma r r ef   Mo h a m m ed   Am in e   I n s titu te  o f   Ap p lied   Scien ce s   a n d   T ec h n o lo g y   ( I STA)   Un iv er s ity   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   o f   Or an   M o h am ed - B o u d iaf   ( USTO MB)   B . P.1 5 0 5 ,   Or an   3 1 0 0 0 ,   Alg er i a   E m ail:  m o h am m e d am in e. m ar r ef @ u n iv - u s to . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   L ig h t - em itti n g   d io d ( L E D) - b ased   s tr ee lig h tin g   h as  b ec o m th p r ed o m in an c h o ice   in   m o d er n   u r b an   in f r astru ctu r es  d u to   its   h ig h   en er g y   ef f icien cy ,   lo n g   life tim e,   r ap id   s witch in g   ca p a b ilit y ,   an d   co m p ac t   d esig n   f lex ib ilit y   [ 1 ] [ 5 ] .   T h ese  ad v an tag es  m ak L E Ds  esp ec ially   s u itab le  f o r   lar g e - s c ale  p u b lic  lig h tin g   s y s tem s ,   wh er r eliab ilit y ,   e n e r g y   s av in g s ,   an d   lo w   m ain ten an ce   co s ts   ar ess en tial  [ 6 ] - [ 1 1 ] .   T o   f u lly   e x p lo it  th ese  b en ef its ,   th ass o ciate d   L E d r iv er   m u s d eliv er   s tab le  an d   well - r eg u lated   p o wer   wh ile  m ain tain in g   h ig h   en er g y   ef f icien cy   an d   co m p lian ce   with   in ter n atio n a p o wer   q u ality   s tan d ar d s .   Desp ite  s ig n if ican p r o g r ess   in   p o wer   elec tr o n ics ,   m an y   ex is tin g   L E D   d r iv e r s   s till   s u f f er   f r o m   lim itatio n s   s u ch   as  in s u f f icien p o wer   f ac to r   co r r ec tio n ,   elev a ted   to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD) ,   an d   r ed u ce d   ef f icien cy   u n d er   v ar y in g   lo a d   co n d itio n s   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   Switch - m o d p o wer   s u p p lies   r em ain   t h p r e f er r ed   s o lu tio n   f o r   L E D   ap p licatio n s   d u t o   th eir   b alan ce   o f   e f f icien cy   an d   co m p ac tn ess ,   b u th e y   r e q u i r ca r ef u d esig n   a n d   o p tim iza tio n   to   en s u r e   lo n g - ter m   r eliab ilit y ,   co n t r o lled   en e r g y   co n s u m p tio n ,   an d   h ig h - q u ality   illu m in atio n   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Hig h - efficien cy   tw o - s ta g LED  d r iver wi th   in teg r a ted   P F C   a n d   LL C   …  ( Ma r r ef  Mo h a mme d   A min e )   1085   Alth o u g h   n u m er o u s   s tu d ies  f o cu s   s ep ar ately   o n   im p r o v in g   p o wer   f ac to r   co r r ec tio n   ( PF C )   cir cu its   o r   r ef in in g   r eso n an to p o lo g ies,  f ew  wo r k s   in teg r ate  an   a d v an ce d   PF C   s tag wi th   h alf - b r i d g L L C   r eso n an t   co n v er ter   s p ec if ically   tailo r e d   to   p u b lic  lig h tin g   a n d   v alid a ted   th r o u g h   ex p er im en tal  p r o to ty p es  [ 1 6 ] .   T h is   co m b in ed   ap p r o ac h   is   r ar el y   ad d r ess ed   in   th e   liter atu r e,   p ar ticu la r ly   w h en   co n s id e r in g   r ea o p er atin g   co n d itio n s   an d   co m p lian ce   with   h ar m o n ic  an d   elec tr o m ag n etic  s tan d ar d s   s u ch   as  I E C   6 1 0 0 0 - 3 - 2   an d   E N   5 5 0 1 5   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   T o   ad d r ess   th ese  g ap s ,   th is   p ap er   in tr o d u c es  1 5 0   W   two - s tag L E d r i v er   th at   co m b i n es  a   h ig h - p e r f o r m an ce   PF C   f r o n t - e n d   with   an   o p tim ized   L L C   r eso n an c o n v e r ter   d esig n ed   f o r   s o f s witch in g ,   lo w   h ar m o n ic   d is to r tio n ,   an d   h ig h   ef f icien c y .   T h d esig n   m e th o d o lo g y   in clu d es  a n aly tica m o d elin g   o f   th e   r eso n an tan k   u s in g   th f ir s h ar m o n ic  ap p r o x im atio n   ( FHA )   an d   d etailed   co m p o n e n s izin g   s tr ateg y   [ 1 9 ] - [ 2 5 ] .   E x p e r im en tal  ev al u atio n   o f   th e   d e v elo p ed   p r o to ty p e   d em o n s tr ates  s tab le  L E cu r r en r eg u latio n ,   a n   ef f icien cy   ex ce e d in g   9 5 %,  an d   r ed u ctio n   o f   in p u cu r r e n T HD  f r o m   1 3 4 to   1 7 %.  T h e s r esu lts   h ig h lig h t   th p o te n tial  o f   th e   p r o p o s ed   ar ch itectu r t o   m ee t   in ter n ati o n al  s tan d ar d s   wh ile  s u p p o r tin g   r eliab le,   e n er g y - ef f icien t,  an d   s u s tain ab le  p u b li lig h tin g   in f r astru ctu r es [ 2 6 ] .       2.   M E T H O D   2 . 1 .     P r o j ec t   s pecif ica t io ns   Fo r   th is   ap p licatio n ,   th m ain   d esig n   o b jectiv es  f o r   th p o wer   co n v er te r   ar lo c o s t ,   h ig h - en er g y   ef f icien cy ,   a n d   wid e   o p e r atin g   r an g e.   T h p r o p o s ed   1 5 0   W   L E d r iv er   ad o p ts   two - s t ag ar ch itectu r e   with   f iv lev els  o f   p o wer   c o n v e r s io n ,   en a b lin g   an   ef f icien d is tr ib u tio n   o f   f u n ctio n al  b lo c k s .   T h f ir s s tag is   r esp o n s ib le  f o r   g en e r atin g   a   r eg u lated   DC   v o ltag w h ile  p r o v id in g   PF C .   T h s ec o n d   s tag is   b ased   o n   an   L L C   r eso n an t c o n v er ter ,   p o we r ed   b y   h alf - b r id g in v er te r ,   wh ich   ef f icien tly   d r iv es th L E lo ad .   Un lik co n v e n tio n al  PW DC - DC   co n v er ter s ,   wh ich   ar g en er ally   c h ar ac ter ized   b y   lim ited   ef f icien cy   d u to   th lac k   o f   g alv an ic  is o latio n   an d   p r ec is cu r r e n co n t r o l,  th e   h alf - b r i d g L L C   to p o lo g y   o f f er s   s u p er i o r   L E D   cu r r e n r eg u latio n   a n d   s ig n if ican tly   h ig h er   ef f icien cy .   Mo r eo v er ,   t h is   ap p r o ac h   h el p s   r ed u ce   t h co s a n d   s ize  o f   t h L E d r iv er   s y s tem .   C o m p ar ed   t o   th e   L C C   to p o lo g y ,   th L L C   to p o lo g y   p r o v id es  b etter   en e r g y   ef f icien cy   th an k s   to   its   lo wer   s witc h in g   lo s s es  an d   its   ab ilit y   to   o p er ate  in   r eso n a n t   m o d o v er   a   wid er   lo ad   r an g e.   W h ile  th e   L C C   to p o l o g y   ca n   ac h iev e   s tr icter   v o ltag e   r eg u latio n ,   it  o f te n   r esu lts   in   h ig h er   co n tr o co m p lex ity   an d   g r ea ter   lo s s es  at  lig h lo ad .   T h er ef o r e,   th L L C   t o p o lo g y   r e p r esen ts   an   o p tim al  co m p r o m is b et wee n   p er f o r m an ce ,   e f f icien c y ,   an d   im p lem en tatio n   s im p licity ,   m ak in g   it   p ar ticu lar ly   well - s u ited   f o r   h ig h - ef f icien c y   L E d r iv e r   ap p l icatio n s .   T h L E d r iv er   we  p r o p o s is   b ased   o n   two - s tag ar ch itectu r e,   c o m p r is in g   r eso n an t L L C   co n v er t er   an d   PF C   s tag e,   as illu s tr ated   in   Fig u r 1 .           Fig u r e   1 .   T h p r o p o s ed   L E d r iv er   is   b ased   o n   an   L L C   r eso n an t c o n v er ter       2 .2 .     J us t if ica t io n f o s elec t in g   t he  ha lf - bridg L L t o po lo g y   T h co n v er ter   s elec ted   f o r   o u tp u cu r r e n r eg u latio n   is   b ased   o n   th L L C   r eso n an to p o lo g y ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e   2 .   I t   co n s is ts   o f   two   p o wer   s witch es  ( M1   an d   M2 ) ,   s er ies  ca p a cito r   ( C r ) ,   s er ies   in d u cto r   ( L r ) ,   a   p ar allel   in d u ct o r   ( L m ) ,   a n   o p tio n al   tr an s f o r m er ,   a   f u ll - b r id g e   r ec tific atio n   s tag ( D1 ,   D2 ,   D3 ,   D4 ) ,   an d   an   o u tp u t f ilter   ca p ac ito r   ( C 0 ).   T h m ain   a d v an tag e   o f   th e   L L C   r eso n an to p o lo g y   lie s   in   its   ab ilit y   to   ac h iev z er o - v o lta g s witch in g   ( Z VS)   f o r   th e   s witch in g   d ev ices   M1   a n d   M 2   o v er   th e   en tire   o p er atin g   r a n g e.   Un lik th e   s er ies  r eso n an co n v er ter ,   th L L C   co n v er ter   ca n   o p er ate  ef f icien tly   u n d er   lig h t - lo ad   co n d itio n s   b y   in cr ea s in g   th s witch in g   f r eq u e n cy .   I n   th is   ca s e,   th im p ed an ce   o f   t h p ar allel  in d u cto r   L m   in cr ea s es  p r o p o r tio n ally   with   f r eq u e n cy ,   wh ich   p r e v en ts   an   in cr ea s in   cir cu latin g   cu r r en u n d er   lig h lo ad s   co m m o n   d r aw b ac k   in   co n v en tio n al  p ar allel  r eso n an t   to p o lo g ies.   As  p r ev io u s ly   m en tio n e d ,   th L L C   r eso n an to p o lo g y   co m b in es  th b en ef its   o f   b o th   s er ies  an d   p ar allel  r eso n an t   cir cu its   wh il elim in atin g   t h eir   r esp ec tiv e   lim itatio n s .   I s u p p o r ts   wid e   lo ad   r an g e ,   wh ile   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 0 8 4 - 1095   1086   m ain tain in g   a   lim ited   s witch in g   f r eq u e n cy   v ar iatio n   a n d   m in im izin g   cir cu latin g   cu r r en with in   th r eso n a n t   tan k .   Mo r e o v er ,   th L L C   c o n v er ter   p r o v id es  m u ltip le  d eg r ee s   o f   d esig n   f lex i b ilit y ,   m ak in g   it  h ig h ly   ad ap tab le  to   s p ec if ic  ap p licatio n   r eq u ir em en ts .   I ts   d esig n   is   f u r th er   s im p lifie d   b y   th e   u s o f   th FHA  m eth o d ,   wh ich   f ac ilit ates a cc u r ate  m o d elin g   an d   o p tim izatio n .           Fig u r e   2 .   S ec o n d   s tag o f   th p r o p o s ed   LLC - T y p L E d r iv er       2 . 3 .     O pera t ing   p rinciple o f   t he  L L re s o na nt  t o po lo g y   T h an aly s is   o f   th L L C   r eso n an co n v er ter   is   s ig n if ican tly   s im p lifie d   b y   ap p ly in g   th F HA  o f   th e   s q u ar wav ef o r m s .   T h L L C   r eso n an tan k   ac ts   as  a   f ilte r ,   atten u atin g   th h ig h er - o r d e r   h ar m o n ics  o f   th e   s q u ar e - wav e   v o ltag s u p p lied   b y   th in v er ter .   As  r esu lt,  t h o u tp u p o wer   is   p r i m ar ily   t r an s f er r ed   t h r o u g h   th f u n d am e n tal  f r eq u en c y   co m p o n e n o f   th wav ef o r m .   T h is   ap p r o x im atio n   is   ap p lied   d ir ec tly   to   th in p u v o ltag e,   w h ich   is   a   s q u ar e   wa v g e n er ated   b y   s witch es  M1   an d   M2   f r o m   DC   s o u r ce .   T h s q u ar e   wav ef o r m   is   th en   ap p r o x im ated   as a   s in u s o id al  wav ef o r m   at  th s am f u n d am e n tal  f r eq u e n cy   f o r   th p u r p o s o f   an aly s is   an d   d esig n .     2 . 4 .     I np ut  v o lt a g cha ra ct er is t ics   T h in p u v o ltag to   th L L C   co n v er ter ,   d en o ted   as  V B u s ,   i s   th r eg u lated   DC   v o ltag p r o v id ed   b y   th f ir s s tag e.   T h s witch es  M1   an d   M2   o p er ate  at  5 0 d u ty   cy cle,   with   1 8 0 °  p h ase  s h if b etwe en   th em ,   p r o d u cin g   s q u ar e - wa v v o lt ag o s cillatin g   b etwe en   0   an d   V B u s .   T h DC   co m p o n en t ,   eq u al  to   V B u s   /2 ,   i s   b lo ck ed   b y   th s er ies  ca p ac ito r   Cr ,   r esu ltin g   in   a n   AC   wav ef o r m   ce n te r ed   at  0   V,   s win g i n g   b etwe en   V B u s   /2   an d   V B u s   /2 ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 3 .   T h co r r esp o n d in g   s in u s o id al  v o ltag at  th o u t p u o f   th r eso n an t   tan k ,   d er i v ed   u n d er   th First Ha r m o n ic  Ap p r o x i m atio n ,   is   d e n o ted   as  Vd FHA ,   a n d   is   also   s h o wn   in   Fig u r e   3 .           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Simu latio n   r esu lts   f o r   th s y s tem :   ( a)   o u tp u t v o ltag wav ef o r m   g en er ate d   b y   s witch es M 1   an d   M 2   an d   ( b )   s im u lated   g ate - d r iv s i g n al          T h h ar m o n ics  o f   th v o ltag e   at  th o u tp u o f   th h alf - b r id g in v er ter   ar f ilter ed   b y   th e   r eso n an tan k   co m p o s ed   o f   C r L r ,   an d   L m .   As  r esu lt,  th cu r r en b e co m es  s in u s o id al,   an d   th p o wer   d eliv er ed   to   th co n v er ter s   o u tp u is   m ain ly   d er iv ed   f r o m   th f u n d am e n tal  f r eq u en c y   co m p o n e n t.   T h in p u v o ltag is   th er ef o r e x p r ess ed   u s in g   th f ir s t h ar m o n ic  ap p r o x im atio n ,   as sh o wn   in   ( 1 ) .     Vd FHA   = ( 4 . V Bus  2 . )   s in   ( w t)   ( 1 )     2 . 5 .     E qu iv a lent   re s is t a nce   F i g u r e   4   s h o w s   a   s i m p li f i e d   s c h e m a ti c   o f   a   h a l f - b r i d g e   L L C   r e s o n a n t   c o n v e r t e r ,   w h e r L m i s   t h m a g n e t i z i n g   i n d u c t a n c e ,   L r   i s   th e   s e r i e s   r es o n a n t   i n d u c t a n c e ,   a n d   C r   i s   t h e   r e s o n a n t   c a p a ci t o r .   I t   a l s o   p r e s e n t s   t h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Hig h - efficien cy   tw o - s ta g LED  d r iver wi th   in teg r a ted   P F C   a n d   LL C   …  ( Ma r r ef  Mo h a mme d   A min e )   1087   t y p i c a l   wa v e f o r m s   o f   t h e   L L C   r e s o n a n t   c o n v e r t e r .   T h e   o p e r at i n g   f r e q u e n c y   i s   as s u m e d   t o   m a t c h   t h e   r es o n a n t   f r e q u e n c y ,   d e t e r m i n e d   b y   t h e   r e s o n a n c e   b e t w e e n   L r   a n d   C r .   Si n c e   t h e   m a g n e t i z i n g   i n d u c t a n c e   i s   r e l at i v e l y   l o w ,   a   s i g n i f i c a n t   m a g n e ti z i n g   c u r r e n t   L m   f l o w s   f r e el y   o n   t h e   p r i m a r y   s i d e   w i t h o u t   c o n t r i b u t i n g   t o   p o w e r   t r a n s f e r .   T h e   p r i m a r y   c u r r e n t   I p   i s   t h e   s u m   o f   t h e   m a g n e t i z i n g   c u r r e n t   a n d   t h e   r e f l e c t e d   s e c o n d a r y   c u r r e n t .   I n   g e n er al,   th e   s ec o n d   s tag o f   th L L C   r eso n a n to p o lo g y   c o n s is ts   o f   th r ee   m ain   p ar ts ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 4 a   s q u ar e - wav e   g en er ato r ,   r eso n a n tan k   cir cu it,  an d   f ast - o u tp u r ec tif icatio n   s tag e.   T h e   r eso n an cir cu it  co n s is ts   o f   ca p ac ito r ,   leak a g in d u ct an ce s ,   an d   th m ag n etizin g   in d u ctan ce   o f   th e   tr an s f o r m er .   I ac ts   as  f ilter   f o r   h ig h - o r d er   h ar m o n ic  cu r r en ts .   I n   p r ac tice,   o n ly   s in u s o id al  cu r r en ca n   f l o th r o u g h   th r eso n an tan k ,   ev en   wh en   s q u ar e - wav v o ltag is   ap p lied   to   it.  T h p r im ar y   cu r r e n I p   lag s   b eh in d   th v o ltag e   ap p lied   to   th r eso n an cir c u it ,   n am ely ,   th f u n d a m en tal  c o m p o n en o f   th e   s q u ar e - wav e   v o ltag Vd   g en e r ated   b y   th e   h alf - b r id g e   to tem   e n ab lin g   Z V o f   th e   MO SF E T s .   T h r ec ti f ier   s tag g e n er ates  DC   o u tp u v o ltag b y   r ec tify in g   th AC   cu r r en u s in g   d io d es  an d   f ilter   ca p ac ito r   C 0 .   T h r ec tifie r   ca n   b e   im p lem en ted   eith er   as a   f u ll - b r id g co n f ig u r atio n   o r   ce n ter - tap   s tr u ctu r with   ca p ac itiv o u tp u t f ilter in g .   T h an k s   to   th f ilter in g   ac tio n   o f   th r eso n a n cir cu it,  th f u n d am en tal  ap p r o x im atio n   ca n   b u s ed   to   d eter m in th e   v o ltag e   g ain   o f   th r eso n an c o n v e r ter .   T h is   ap p r o x im atio n   ass u m es  th at  o n ly   th f u n d am e n tal   co m p o n en o f   th in p u s q u ar wav co n tr ib u tes  to   p o wer   tr an s f er   to war d   th o u tp u t.   Sin ce   th s ec o n d ar y - s id r ec tifie r   ac ts   as  a n   im p e d an ce   tr a n s f o r m e r ,   th e   eq u iv a len lo ad   r esis tan ce   d if f e r s   f r o m   th e   ac tu al   lo ad   r esis tan ce .   Fig u r 5   illu s tr ates  th m o d el  o f   th is   eq u iv ale n lo ad   r esis tan ce .   T h p r im ar y   ci r cu it  is   r ep r esen ted   b y   s in u s o id al  cu r r en s o u r ce   i sFHA ,   an d   s q u ar e - wav v o ltag Vs  ap p ea r s   at  th r ec tifie r   in p u t.  T h o u tp u t   cu r r en t i sFHA   is   th en   d eter m in e d   as  ( 2 ) :     Is FHA = ( I LED*   /2 )   s in ( w t )   ( 2 )     Vs FHA   is   g iv en   as  ( 3 )   an d   ( 4 ) :     Vs FHA   = +V LED   if s in   ( w t)   > 0   ( 3 )     Vs FHA   -   V LED   if si n ( w t)   < 0   ( 4 )     T h f u n d am en tal  h ar m o n ic  eq u atio n   o f   Vs FHA   is   g iv en   as  ( 5 ) :     Vs FHA   = ( 4 . V LED  / ) s in   ( w t)   ( 5 )             Fig u r e   4 .   Simp lifie d   AC   eq u iv alen t c ir cu it o f   th e   L L C   c o n v e r ter     Fig u r e   5 .   Der iv ati o n   o f   th eq u iv alen lo ad   r esis tan ce   R ac       Af ter   th is   p r o ce s s ,   th v o ltag an d   cu r r en at  th tr an s f o r m er   p r im ar y   b ec o m s in u s o id al  an d   in   p h ase  with   ea ch   o t h er .   T h t r an s f o r m er ,   r ec tifie r ,   o u tp u f ilter ,   an d   lo a d   ca n   th e r ef o r b r ep lace d   b y   a n   eq u iv alen r esis tan ce   co n n ec ted   in   p a r allel  with   th m a g n etizin g   in d u ctan ce   L m .   Si n ce   th h ar m o n ic  co m p o n en o f   Vs FHA   d o es  n o co n tr i b u te  to   p o wer   tr an s f er ,   th e   eq u i v alen AC   lo ad   r esis tan ce   o n   t h s ec o n d ar y   s id ca n   b ca lcu la ted   b y   d iv id i n g   Vs FHA   b y   b y   I s FHA ,   as  s h o wn   in   ( 6 ) ,   an d   th e   eq u iv alen cir cu it   m o d el  is   illu s tr ated   in   Fig u r 6 .     R ac s   Vs FHA / I s FHA = 8 . V LED ² . I LED ,   R ac s 8 ² .R LED   ( 6 )     W e   n o w   p r o c e e d   t o   t h e   n e x t   s t e p ,   w h i c h   c o n s i s t s   o f   t r a n s f e r r i n g   t h e   r e s i s t a n c e   R a c s   f r o m   t h e   s e c o n d a r y   s i d e   t o   t h e   p r i m a r y   s i d e .   T h i s   c a n   b e   a c h i e v e d   u s i n g   t h e   t r a n s f o r m e r   t u r n s   r a t i o   a n d   t h e   r e s i s t a n c e   t r a n s f o r m a t i o n   e q u a t i o n .   G i v e n   t h e   t u r n s   r a t i o   ( n  Ns ),   t h e   e q u i v a l e n t   l o a d   r e s i s t a n c e   R acs   r e f e r r e d   t o   t h e   p r i m a r y   s i d e   i s   o b t a i n e d   a s   ( 7 ) .     R a c p 8 . ² ² *R LED     ( 7 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 0 8 4 - 1095   1088   Af ter   ap p ly in g   th e   n ec ess ar y   s tep s   f o r   th f ir s h ar m o n ic  a p p r o x im atio n ,   t h cir cu it  i n   t h r ef er e n ce d   f ig u r e   ca n   b an al y ze d   in   its   s im p lifi ed   f o r m ,   as illu s tr ated   in   Fig u r 7 .             Fig u r 6 .   R acs   Ap p r o x im atio n   o f   th o u tp u t c ir c u it     Fig u r e   7 .   Simp lifie d   o u tp u t c ir cu it o f   th c o n v e r ter       2 . 6 .     T ra ns f er   f un ct io n o f   t he  LLC - led   driv er   T h L L C   r eso n an cir cu it,  s i m p lifie d   u s in g   th f ir s h ar m o n ic  ap p r o x im atio n   o f   th s q u ar e - wav e   s ig n als,  is   illu s tr ated   in   Fig u r 8 .   T h is   ap p r o x im atio n   a llo ws  th co m p lex   s witch in g   wav ef o r m s   t o   b e   r ep r esen ted   b y   th eir   f u n d am en tal  s in u s o id al  co m p o n en t,   wh ich   s im p lifie s   th an aly s is   o f   th r eso n an t   b eh av io r .   T h m o d el  p r o v id es  an   ef f ec tiv way   to   s tu d y   th v o ltag an d   cu r r en c h ar ac ter is tics   o f   th e   co n v er ter   u n d er   s tead y - s tate  o p er atio n .   T h e r ef o r e,   it  is   wi d ely   u s ed   in   th d esig n   a n d   o p tim izatio n   o f   h i g h - ef f icien cy   L L C   r eso n a n t c o n v er ter s .           Fig u r e   8 .   AC   eq u iv ale n t c ir cu i t o f   th p r o p o s ed   L E d r i v er       T h eq u iv ale n elec tr ical  cir cu it  is   v o ltag d iv id er th v o ltag r atio   is   eq u al  to   th r a tio   o f   th e   im p ed an ce s .     ( ) =   ( )  ( ) =   +    ( 8 )     {  ( ) =  + 1  1  =   1  + 1      {  ( ) =  + 1      , =     ( ) =  1 + (  )     ( 9 )     (  ) =      ( m 1 ) ( 0 ) ² ( ² ² 1 ) + ( Q ( m 1 ) ω 0 ) ( 2 0 2 1 )    ( 1 0 )     M v          4 .  s i n   ( ) 4   2   s i n   ( )   2   .   ( 1 1 )     Or :     = 1      p = 1 .   , ω 0 = 1 .   R a c p 8 . ² ²   *R LED   ( 1 2 )   L p   = L r +L m ,      = 1   a   ω 0 =   ω   ( 1 3 )     As  s h o wn   in   ( 1 0 ) ,   th er e   ar e   two   r eso n an ce   f r eq u en cies:  o n e   d eter m i n ed   b y   L r   an d   C r ,   an d   th e   o th e r   d eter m in ed   b y   L p   an d   C r .   In   ( 1 4 )   in d icate s   th at  th v o ltag g ain   is   eq u al  to   u n ity   at  th r eso n an ce   f r eq u e n cy   ( ω ₀) ,   r e g ar d less   o f   lo a d   v ar iati o n s ,   an d   is   g iv e n   b y   ( 1 4 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Hig h - efficien cy   tw o - s ta g LED  d r iver wi th   in teg r a ted   P F C   a n d   LL C   …  ( Ma r r ef  Mo h a mme d   A min e )   1089   M v   ( 1 ) . ω ² ω 0 2   ω ²   2   .   = 1   a   = ω 0   ( 14 )     2 . 7 .     L E s elec t io n   Fo r   th is   wo r k ,   5 7 3 0 - ty p L E Ds  wer s elec ted ,   ea ch   r ated   at  0 . 5   W ,   o p er atin g   at  f o r w ar d   v o ltag e   b etwe en   3   an d   3 . 4   with   a   n o m in al  cu r r en o f   1 5 0   m A.   T o   f o r m   5 0   W   m o d u le,   two   s tr in g s   o f   ten   L E Ds  co n n ec ted   in   s er ies  wer ass e m b led   in   p ar allel.   T h r ee   o f   th e s 5 0   W   m o d u les  wer t h en   c o n n ec ted   in   p ar allel,   ac h iev in g   t o tal  p o wer   o f   1 5 0   W .   T h s u p p ly   v o ltag o f   th s y s tem   is   b etwe en   3 0   an d   3 4   ( V LED ).     2 . 8 .     Ca lcula t i o n o f   re s o na nt  circ uit  pa ra m et er s     Acc o r d in g   t o   th r elatio n :   P Led  = V Led *   I Led   :     I Led  = 4 . 6 9 A   ( 1 5 )     W also   h av e:   P Led  = R Led   *   i Led ² T h u s ,   th L E r esis tan ce   is   ca lcu lated   as   ( 1 6 ) .     R led  = 6 . 8 2   ( 1 6 )     Fo r   th in p u t v o ltag a m p litu d V dFHA ,   we  tak th v alu o f   t h f u n d am en tal  h a r m o n ic:     V dFHA = ( / 2 ) = 254 . 6     w ith   V Bus   =4 0 0   V   ( 1 7 )     Fo r   th L E v o ltag am p litu d V LEDFHA ,   we  also   tak th v al u o f   th e   f u n d am en tal  h ar m o n ic:     V LEDFHA  =  = 41     ( 1 8 )     T h f ilter   g ain   is   ca lcu lated   b y   ( 1 9 ) .        = 1   = 1 . 1 2 ,   = 5   ( 1 9 )     T r an s f o r m e r   tu r n s   r atio   s elec tio n :       n         2    * M v     ( 2 0 )     n   = 7     T h eq u iv ale n t L E r esis tan ce   in   th s im p lifie d   m o d el  R acp   is   d eter m in ed   b y   ( 2 1 ) .     R acp 8   . ² ²   *   R LED = 2 7 0 ,   8 8     ( 2 1 )     T h q u ality   f ac to r   is   s et  to Q   =   0 . 4 < 1 T h er ef o r e,   f o r   th s er ies  r eso n an cir cu it  p ar am eter s ,   i m p o s in g   Q   an d   = 2 π   *   f 0 ,   we  h av e:     Z r   = L =      0                                       Z = R acp *   Q,   Zr       ( 2 2 )     L r =    0   and  C r =   1 0    ( 2 3 )     Fin ally ,   th m ag n etizin g   in d u ctan ce   L p   is   d ef in ed   b y   th in d u ctan ce   r atio L P   /L r =   5 .   ( L =L m   +   L r )   s u f f icien t v alu o f   m   e n s u r es c u r r en t stab ilit y   th r o u g h   th L E Ds.  T h p ar allel  r eso n an f r eq u en cy   is   g iv e n   b y :     p = 1 (   + ) .   ( 2 4 )     2 . 9 .     Ca lcula t ed  p a r a m et er s   Fin ally ,   b ased   o n   t h d esig n   o f   th e   r eso n a n cir cu it,   th c alcu lated   p ass iv co m p o n e n v alu es  ar e   s u m m ar ized   in   T ab le  1 .   T h ese  p ar am eter s   ar e   d er i v ed   f r o m   th p r o p o s ed   d esig n   m eth o d o lo g y ,   co n s id er in g   th r eq u ir ed   o p e r atin g   co n d itio n s   o f   th e   L L C   r eso n an c o n v er ter .   T h s elec tio n   o f   th ese  c o m p o n en ts   en s u r e s   o p tim al  r eso n an b eh av i o r ,   im p r o v e d   ef f icien c y ,   an d   s tab le  o p er atio n   u n d e r   v ar y in g   l o ad   c o n d itio n s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 0 8 4 - 1095   1090   T ab le  1 .   C alcu lated   p a r am eter s   o f   th p r o p o s ed   L E d r iv e r   P a r a me t e r s   D e si n g   P a r a me t e r s   D e si n g   L m   6 8 8   µ H   m   5   L r   1 7 2   µ H   Q   0 . 4   C r   1 4 . 6 8   n F   M v   1 . 1 2   f 0   1 0 0   K H Z   n   7       2 . 1 0   B o de  d ia g ra m   T h B o d d iag r am   o f   th s y s tem   is   s h o wn   in   Fig u r 9 .   I h ig h lig h ts   th f r eq u en c y   r esp o n s o f   th p r o p o s ed   f ilter ,   clea r ly   illu s tr atin g   th e   lo wer   a n d   u p p e r   cu to f f   f r eq u en cies  as  well  as  th co r r esp o n d in g   b an d wid th .   T h is   an aly s is   m ak es  it  p o s s ib le  to   ass es s   th s y s tem s   s tab ilit y   an d   d y n a m ic  b eh av io r ,   c o n f ir m in g   th ef f ec tiv en ess   o f   th e   f ilter   with in   th in ten d e d   o p e r atin g   r an g e.           Fig u r e   9 .   B o d d iag r am   o f   t h e   s y s tem       2 . 1 1 .     Det er m ina t i o n o f   m a x i m um   a nd   m ini m um   v o lt a g g a ins   T h m ax im u m   an d   m in im u m   v o ltag g ain s   ar e   ca lcu lated   as   ( 2 5 )   a n d   ( 26 ) :     M min     2 .     *   n     2 . 32 410   *   7   = 1 . 0 9   ( 2 5 )     M max   2 .     *   n   2 . 32 3 90   *   7   =1 . 1 4   ( 2 6 )     T o   p r ev e n th o p er atin g   p o in t   f r o m   e n ter in g   th e   ca p ac itiv r eg io n ,   th m ax im u m   v o ltag g ain   m u s in clu d a   d esig n   m ar g i n .   T h is   m ar g in   is   s et  to   0 . 1 5   ×  M max .   T h er ef o r e,   th v alu o f   M max   is   ad ju s ted   a s   ( 2 7 )     M max   = 1 . 14 *   1 . 1 5   1 . 31   ( 2 7 )     2 . 1 2   Det er m ina t i o n o f   t he  s wit ching   f re qu ency   ra ng e   T h m in im u m   s witch in g   f r e q u en cy   f min   an d   t h m ax im u m   s witch in g   f r eq u en c y   f max   ar ca lcu lated   an d   p r esen te d :     f max 1 2 . .   = 9 9   K Hz    ( 2 8 )     f min  1 + ( 1 1  2 )   = 6 1 . 7   K Hz,  =       ( 2 9 )       3.   I M P L E M E NT A T I O N   Fig u r 1 0   p r esen ts   th e   o v e r a ll  f u n ctio n al   b lo ck   d iag r am   o f   th d ev elo p ed   s y s tem .   I in clu d es  co n tr o b o ar d   d esig n ed   to   d r iv th h alf - b r id g in v er ter   as  w ell  as  th m ea s u r em en d ev ice s .   T h L E d r iv er   in teg r ates  b o th   th h alf - b r id g in v er ter   an d   th L L C   r eso n an cir cu it,  s u p p lied   b y   DC   b u s   v o ltag ( V BUS g en er ated   f r o m   a   PF C   s tag e.   T h co m p lete  s y s tem   d r i v es a   1 5 0   W   5 7 3 0 - ty p e   L E lam p .   Alth o u g h   th e   in teg r ated   tr a n s f o r m er   ap p r o ac h   in   L L C   r eso n an co n v e r ter   d esig n   allo ws  c o m b in in g   th m ag n etic  co m p o n en ts   L r   an d   L m   in to   s in g le  co r th u s   r ed u cin g   th m ag n etic  co m p o n en co u n t th e   v alu o f   L r   is   d if f icu lt  to   co n tr o in   th e   p r ac tical  d esig n   o f   tr an s f o r m er .   Desig n in g   t h r eso n an ci r cu it  s o m etim es  r eq u ir es  iter ativ ad ju s tm en ts   to   ac co u n f o r   th f in al  L r   v alu o b tain e d   af ter   tr an s f o r m e r   co n s tr u ctio n .   T h f in al  d esig n   o f   th r eso n an t n etwo r k   is   s u m m ar ized   in   T a b le  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Hig h - efficien cy   tw o - s ta g LED  d r iver wi th   in teg r a ted   P F C   a n d   LL C   …  ( Ma r r ef  Mo h a mme d   A min e )   1091   3 . 1 .     F ina r eso na nt  net wo r k   des ig   T o   ev alu ate  th e   ef f icien c y   o f   th p r o p o s ed   L E d r iv e r ,   p r o to ty p was  b u ilt  an d   test ed .   T ab le  2   s u m m ar izes  th s y s tem   s p ec if icatio n s   o f   th p r o p o s ed   c o n v er ter   al o n g   with   th c h a r ac ter is tics   o f   th e   co m p o n en ts   em p lo y ed .   T h d esig n   p r o ce s s   co n s id er ed   s e v er al  k ey   p ar am ete r s ,   in clu d i n g   L E s elec tio n ,   tr an s f o r m er   tu r n s   r atio   ( n ) ,   m ax im u m   ( M max )   an d   m in im u m   ( M min )   v o ltag g ain ,   ef f e ctiv r esis tiv lo ad   r ef lecte d   to   th t r an s f o r m e r   p r im ar y   ( R acp ) ,   in d u cta n ce   r atio   ( m )   b etwe en   m a g n et izin g   an d   r eso n an in d u ctan ce s ,   q u ality   f ac t o r   ( Q ) ,   r eso n a n f r e q u en c y   ( f r ) ,   a n d   th v alu es  o f   t h s er ies  r eso n an ca p ac ito r   ( C r ) ,   r eso n an t in d u ctan ce   ( L r ) ,   an d   m ag n etizin g   in d u ctan ce   ( L m ).           Fig u r e   10 .   Ph o to   o f   th p r o p o s ed   p r o t o ty p       T ab le  2 .   Pra ctica l sp ec if icatio n s   o f   th p r o p o s ed   L E d r iv er   P a r a me t e r s     F i n a l   d e s i g n   P a r a me t e r s     F i n a l   d e s i g n   L p   5 8 0   µ H   m   4 . 9   L r   1 1 8   µ H   Q   0 . 4   C r   15   n F / 1 0 0 0 V   M v   1 . 1 2   f 0   9 8   K H Z   n   7       3 . 2 .     E x perim ent a l   re s ult   E x p er im en tal  test s   wer p er f o r m ed   o n   t h d ev el o p ed   L L C - b ased   L E d r iv er   to   v a lid ate  th th eo r etica ca lcu latio n s   an d   s im u latio n   r esu lts .   T h p r o to t y p in teg r ates  h alf - b r i d g i n v er ter   s tag alo n g   with   PF C   f r o n t - en d .   As  an   i n itial  s tep ,   g ate  d r iv s ig n als  wer test ed   to   en s u r p r o p er   o p er atio n .   Fig u r 1 1   s h o ws  th m ea s u r e d   g ate  v o lt ag es  ap p lied   to   th e   MO SF E T s   at  a   s witch in g   f r eq u en cy   o f   9 8   k Hz,   co n f ir m in g   co m p lian ce   with   th e   d esig n   s p ec if icatio n s .   Fig u r e   1 2   d e p icts   th m ea s u r ed   wav ef o r m s   o f   V d   a n d   V dFHA wh er ea s   Fig u r e   1 3   s h o ws  V s   an d   I s .   Un d er   n o m in al  l o a d   co n d itio n s ,   Fig u r 1 4   illu s tr ates  th r eso n a n ca p ac ito r   v o ltag ( V cr ) ,   th r e s o n an in d u cto r   c u r r e n ( i Lr ) ,   a n d   th e   v o ltag e   V d   with in   th L L C   r eso n an tan k .   Fin ally ,   Fig u r 1 5   p r esen ts   t h m ea s u r ed   v o ltag a n d   c u r r en ac r o s s   1 5 0   W   L E la m p   in   s tead y - s tate  o p er atio n ,   d em o n s tr atin g   s tab l p er f o r m an ce   a n d   h i g h - q u ality   p o wer   d eliv er y   f r o m   th d r iv er .             Fig u r 1 1 .   W av ef o r m s   at  r ated   lo ad   V g1   ;V g2     Fig u r 1 2 .   W av ef o r m s   at  r ated   lo ad   V d   ;V dFHA   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 0 8 4 - 1095   1092   3 . 3 .     Study   o f   t o t a ha rmo nic  dis t o rt io a nd   po wer   f a ct o co rr ec t io o f   t he  inp ut  c urr ent   a nd   im pro v ed  re s ults di s cu s s io n   T h an al y s is   s h o ws  th at  th e   p r o p o s ed   s y s tem   with   a   PF C   s ta g r e d u ce s   th e   T HD  o f   th e   in p u cu r r en t   f r o m   o v er   1 3 4 ( Fig u r e   1 6 )   to   ar o u n d   1 7 ( Fig u r 1 7 ) .   T h is   s ig n if ican r ed u ctio n   d em o n s tr ates  im p r o v e d   p o wer   q u ality   a n d   c o m p lian ce   with   elec tr ical  g r i d   h a r m o n ic  s tan d ar d s .   I n   ter m s   o f   ef f icie n cy ,   th e   d e v elo p ed   p r o to ty p ac h iev es  m ea s u r ed   co n v er s io n   ef f icien cy   ex ce e d in g   9 5 %.  T h is   p er f o r m an ce   i s   co m p ar ab le  to   o r   s u p er io r   to   s ev er al  r e p o r ted   L E d r iv er   ar ch itectu r es.  Fo r   e x am p le,   th e   C r C b o o s PF C   co m b in e d   with   a n   L L C   r eso n an co n v e r ter   in   [ 6 ]   r ea ch es  ef f icien cies  ar o u n d   9 2 9 4 %,  wh ile  th s in g le - s tag s o f t - s witch in g   d r iv er   in   [ 7 ]   ac h iev es a p p r o x i m ately   9 0 %.  Similar ly ,   th h ig h - b r ig h tn ess   L E d r iv er   p r ese n ted   in   [ 1 2 ]   r e p o r ts   ef f icien cies  n ea r   9 4 %.  T h p r o p o s ed   d esig n ,   th er e f o r e ,   o f f er s   im p r o v ed   ef f icien cy   wh ile  s im u ltan eo u s ly   r ed u cin g   T HD  m o r e f f ec tiv el y   th an   m a n y   e x is tin g   s o lu tio n s .             Fig u r 1 3 .   W av ef o r m s   at  r ated   lo ad   V s   ; I s     Fig u r 1 4 .   W av ef o r m s   at  r ated   lo ad   V cr   ; i Lr   ; V d           Fig u r e   15 .   Ob tain ed   th e   cu r r e n t v o ltag e   r esu lt o f   th L E Ds             Fig u r e   16 .   Vo ltag an d   cu r r en t a n d   T HD  an aly s is   o f   cu r r en AC   with o u t PFC     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Hig h - efficien cy   tw o - s ta g LED  d r iver wi th   in teg r a ted   P F C   a n d   LL C   …  ( Ma r r ef  Mo h a mme d   A min e )   1093         Fig u r e   17 .   Vo ltag an d   cu r r en t a n d   T HD  an aly s is   o f   cu r r en AC   with   PF C       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   d esig n ed   an d   ex p e r im en tally   v alid ated   1 5 0   W   two - s tag L E d r iv er   in teg r ati n g   h ig h - p er f o r m an ce   PF C   s tag an d   h alf - b r id g L L C   r eso n an co n v er ter   f o r   p u b lic  lig h tin g   ap p licatio n s .   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r e f f ec ti v ely   ad d r ess es  th lim itatio n s   id en tifie d   in   co n v en tio n a L E d r iv er s   b y   p r o v id i n g   s tab le  o u tp u r eg u latio n ,   s o f t - s witch in g   o p e r atio n ,   an d   im p r o v ed   co m p atib ilit y   with   g r id   p o wer   q u ality   r e q u ir em e n ts .   T h e   ex p er im en tal  r esu lts   d em o n s tr ate  s ig n if ican p er f o r m a n ce   im p r o v em en ts .   T h e   in p u t   cu r r en T HD  was  r ed u ce d   f r o m   m o r t h an   1 3 4 to   ap p r o x im ately   1 7 %,  th p o wer   f a cto r   r ea ch ed   v alu es  clo s to   0 . 9 9 ,   an d   th o v e r all  ef f icien cy   ex ce e d ed   9 5 %.  T h e s r esu lts   co n f ir m   th ef f ec tiv en ess   o f   co m b in in g   an   ad v an ce d   PF C   f r o n t - en d   with   an   o p tim ized   L L C   r eso n an s tag to   ac h iev h ig h   e f f icien cy   an d   g r id - co m p lian t o p er atio n   i n   o u t d o o r   lig h tin g   s y s tem s .   Desp ite  its   s tr o n g   p er f o r m a n c e,   th s y s tem   p r esen ts   ce r tain   lim itatio n s .   T h p r ac tical  d es ig n   o f   th e   tr an s f o r m er ,   p a r ticu lar ly   t h e   p r ec is tu n in g   o f   th r eso n an in d u ctan ce s ,   r e q u ir es  ite r ativ ad ju s tm en ts .   Mo r eo v er ,   th er m al  m an ag em en b ec o m es  in cr ea s in g ly   im p o r tan at  h ig h er   p o wer   lev els  o r   in   en clo s ed   lig h tin g   f ix tu r es.   Fu tu r wo r k   m ay   ex p lo r th u s o f   ad a p t iv o r   d ig ital  co n tr o tech n iq u es,  in teg r atio n   with   s m ar t g r id   in f r astru ctu r es a n d   co m m u n icatio n - b ased   lig h tin g   n etwo r k s ,   as we ll a s   s ca l in g   th p r o p o s ed   d esig n   to   h ig h er - p o wer   L E s y s tem s   s u itab le  f o r   n e x t - g en e r atio n   u r b an   lig h tin g   ap p licatio n s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   r ec eiv ed   n o   e x te r n al  f u n d in g .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ma r r ef   Mo h a m m ed   Am in e                               Sey f   E d d in e   B ec h ek ir                               Mo k h tar ia  J b ilo u                               Mo s tef B r ah am i                               Ab d elb er   B en d a o u d                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.