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大功率LED驱动器的研究与设计

作　者: 陈晓锋
导　师: 李强
学　校: 南京理工大学
专　业: 电气工程
关键词: LED 驱动电源功率因数校正准谐振 SSL4101
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着环境污染和能源危机的日益严峻,绿色照明受到了人们越来越多的重视。LED作为第四代光源,具有节能环保,寿命长等优点。以LED灯具取代传统照明灯具,对当前环境和能源问题的缓解具有重要意义。LED驱动电源是当前电源工程师研究的重点。首先论文详细介绍了LED的特性和LED驱动电源的发展情况。在此基础上,选择了一种两级式驱动方案,第一级是功率因数校正电路,第二级是准谐振反激变换电路。其次论文分析了Boost电路的工作原理以及不同模式下的工作特性,重点研究了临界模式下Boost电路的控制方式,完成了临界模式下功率因数校正电路的设计与参数计算。然后论文研究了准谐振反激变换电路,详细比较了传统PWM反激变换电路和准谐振反激变换电路的区别,重点研究了准谐振反激变换电路的工作过程和控制方式,并对准谐振模式下反激变换电路的参数进行了计算。最后,结合相关计算参数,制作了基于SSL4101芯片的120WLED驱动电源。并对电源性能进行了测试,给出了相关波形和参数。测试结果显示,该电源样机能够很好的实现120W恒流输出,EMC达标,功率因数达到0.9,整机效率达到88%,符合设计要求,验证了相关理论的正确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景和意义  9
  1.2 LED简介  9-14
    1.2.1 LED的发光原理和电气特性  10-12
    1.2.2 LED驱动电源技术  12-13
    1.2.3 LED驱动电源的发展方向  13-14
  1.3 LED驱动方案选择  14-15
  1.4 本课题研究的主要内容  15-17
2 PFC电路的原理分析与设计  17-33
  2.1 功率因数校正分析  17-20
    2.1.1 功率因数的定义  17-18
    2.1.2 开关电源中的功率因数问题  18-19
    2.1.3 功率因数校正技术  19-20
  2.2 基于Boost电路的功率因数校正分析  20-26
    2.2.1 Boost电路的工作原理分析  20-24
    2.2.2 基于Boost电路的PFC控制策略分析  24-26
  2.3 基于Boost电路的参数设计与计算  26-33
    2.3.1 电路基本参数计算  27-28
    2.3.2 Boost电路中关键元器件选择  28-33
3 准谐振反激变换电路的原理分析与设计  33-45
  3.1 传统PWM反激变换电路分析  33-35
  3.2 准谐振反激变换电路分析  35-36
  3.3 准谐振反激变换电路的参数设计与计算  36-45
    3.3.1 反激变压器设计  36-40
    3.3.2 功率开关管和输出二极管选取  40
    3.3.3 缓冲电路设计  40-45
4 电路设计  45-57
  4.1 SSL4101芯片简介  45-46
  4.2 SSL4101外围控制电路参数设计  46-53
    4.2.1 芯片整体控制框图  46-47
    4.2.2 芯片供电电路设计  47
    4.2.3 PFC控制电路设计  47-50
    4.2.4 反激控制电路设计  50-51
    4.2.5 保护电路设计  51-53
  4.3 反馈控制电路设计  53-55
  4.4 EMI滤波电路设计  55-57
5 实验结果及分析  57-63
  5.1 驱动电源实物图  57
  5.2 PFC电路测试结果  57-59
  5.3 准谐振反激变换电路测试结果  59-60
  5.4 LED驱动电源性能测试结果  60-63
6 总结  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-69

大功率LED驱动器的研究与设计

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