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照明LED驱动电源的研究与设计

作　者: 徐云丽
导　师: 金燕；陈钢山
学　校: 浙江工业大学
专　业: 控制工程
关键词: LED 驱动电源恒流高效率 PWM PFC
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

LED光源的发光效率高,从生产、使用到报废全程无污染,耗电量是传统灯泡的1/5,使用寿命却延长数十倍。驱动电源是照明LED推广应用的关键因素。LED驱动电源工作环境较为复杂,要求有较好的电磁兼容性。LED的理论寿命很长,但要真正实现长寿工作,要求有高可靠性的驱动电源与之匹配。为了普及推广LED照明,需要研究和设计恒流稳定、效率高、体积小、价格低的LED驱动电源,所以论文的研究具有重要的实用价值。对LED驱动电源进行了整体设计,采用反激式拓扑结构,全电压(AC85~264V 50/60Hz)输入,输出功率60~80W,完成的主要工作如下:(1)变压器的设计:用脉宽调制(PWM)方式改变变压器传输能量和电压大小。设计了单端反激式变压器参数,并通过实验调试优化参数,提高了电路转换效率和得到理想的开关波形。(2) PWM控制电路:采用飞利浦公司的TEA1552反激式准谐振开关芯片。待机功耗低,当输出功率非常低时,可关掉PFC电路,以减少功耗,并且具有软启动、短路保护、过压、过流保护、欠压锁存保护等等保护功能。采用软开关技术提高电源效率。(3)恒流恒压控制电路:采用集成运放和基准源的IC来控制恒流恒压,通过调整负反馈回路参数,在上电和突卸负载时,使输出电路保持平稳,纹波符合相关标准。(4) PFC(功率因数校正)电路:驱动电源采用有源功率因数校正,采用ST6561D芯片,使输入电流的平均值基本上按输入电压的正弦波变化,功率因数可达到0.95以上;输入电流的总谐波失真THDⅠ=3%~10%,电解电容器上电压基本上是稳定的,输出功率保持恒定,不随输入电压而变化。(5)最后,对全文进行总结,并对进一步的研究提出了展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 论文的研究背景、目的和意义  10
  1.2 LED 概述  10-11
  1.3 LED 存在的问题  11-12
  1.4 驱动电源的研究状况  12-13
  1.5 论文的主要内容  13-15
  1.6 本文的创新点  15-16
  1.7 本文的主要内容  16-17
第2章照明 LED 驱动电源的理论基础  17-22
  2.1 LED 发光原理  18-20
    2.1.1 LED 的特点  19
    2.1.2 LED 的选用  19-20
  2.2 驱动方式  20-21
  2.3 LED 驱动的选择  21
  2.4 本章小结  21-22
第3章总体设计及主电路结构  22-31
  3.1 总体框架  22-23
  3.2 主电路结构介绍  23-24
  3.3 功率开关元件的选择  24-25
  3.4 选择变压器材料  25-27
    3.4.1 高频变压器的分布参数  25-26
    3.4.2 磁芯材料  26
    3.4.3 导电材料的选择  26-27
    3.4.4 绝缘问题  27
  3.5 高频变压器设计  27-30
  3.6 本章小结  30-31
第4章 LED 控制电路的设计  31-45
  4.1 控制电路的结构功能  31
  4.2 PWM 控制电路的设计  31-37
    4.2.1 TEA1552 简介  32
    4.2.2 外围电路设计  32-37
  4.3 恒流恒压控制电路的设计  37-41
    4.3.1 恒压控制电路设计  38-40
    4.3.2 恒流控制电路设计  40-41
  4.4 功率因数校正电路设计  41-44
  4.5 本章小结  44-45
第5章照明LED 驱动电源的调试  45-51
  5.1 基本调试  45-47
  5.2 主电路调试  47
  5.3 调试结果分析  47-50
    5.3.1 负载变化时输出电流的变化  48-49
    5.3.2 电源电压变化时输出电流的变化  49-50
  5.4 电源效率测试  50
  5.5 本章小结  50-51
第6章总结与展望  51-53
参考文献  53-55
致谢  55-56
攻读学位期间参加的科研项目和成果  56

照明LED驱动电源的研究与设计

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