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90W LED驱动器的设计

作　者: 房腾
导　师: 张文超
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: LED 功率因数校正 准谐振 电磁干扰 TEA1751
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


LED作为最新的照明产品，具有广阔的发展空间。由于LED的发光性能和使用寿命受驱动器品质及使用环境的影响，因此需要开发高效可靠的LED驱动器与之配套。目前LED驱动器存在效率不高、功率因数低、可靠性较差、电磁兼容不达标等问题，因此研制高效率和高性能LED驱动器具有很强的实用价值。论文在简要介绍LED的工作原理、电气特性和其驱动方式的基础上，深入研究了功率因数校正电路、准谐振反激电路、恒流电路和电路的电磁干扰问题，在理论分析的基础上设计了一款90W的LED驱动器。驱动器的设计选取了三级模式电路结构，前级采用临界模式升压拓扑功率因数校正电路，中级为准谐振反激电路拓扑结构，后级为采用双运放反馈的恒流控制部分。驱动器以恩智浦（NXP）公司的TEA1751为主控芯片，TEA1751将功率因数校正控制器和反激控制器集成在一起，它的优点是集成度高，外接元件少，因而使驱动器设计的成本低而效率高。具体完成的工作归纳如下：1.介绍了LED的发光原理、电特性及几种LED驱动电路的拓扑结构。2.分析了临界模式功率因数校正电路的基本原理，设计了功率因数校正电路的电路参数。3.分析了准谐振反激电路的工作原理，介绍了钳位吸收电路的几种形式，设计了准谐振反激电路的电路参数。4.分析了双运放反馈电路的基本原理，给出了用芯片AP4310做恒流反馈电路的参数设计过程。5.分析了电路的电磁干扰问题。结合以上设计方案，本文设计了一款宽电压输入、36V/2.5A输出的90W LED驱动器。对驱动器样机进行了测试，测试中驱动器工作正常，输出特性稳定，功率因数值0.9以上，整机效率可以达到87%，EMC测试完全符合国家电磁兼容标准。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 课题研究的背景和意义  10-11
  1.2 LED 的介绍  11-12
    1.2.1 LED 的发展历程  11-12
    1.2.2 LED 的发光原理  12
  1.3 LED 的电特性  12-13
  1.4 LED 驱动电路  13-17
    1.4.1 LED 的驱动方案  14
    1.4.2 LED 的驱动形式  14-15
    1.4.3 LED 的连接方式  15-17
  1.5 LED 驱动器发展现状  17
  1.6 设计指标  17-18
  1.7 论文的主要研究内容  18-19
第二章 LED 驱动电路的基本拓扑结构  19-27
  2.1 反激式变换器  19-20
    2.1.1 基本工作原理  19
    2.1.2 反激式变换器的工作模式  19-20
    2.1.3 反激式变换器的特点  20
  2.2 正激式变换器  20-21
    2.2.1 正激式变换器的工作原理  21
    2.2.2 正激式变换器的特点  21
  2.3 推挽式变换器  21-23
    2.3.1 推挽式变换器的工作原理  22
    2.3.2 推挽式变换器的特点  22-23
  2.4 半桥式变换器  23
  2.5 全桥式变换器  23-24
  2.6 软开关变换器  24-27
    2.6.1 软开关技术  24-25
    2.6.2 准谐振反激变换器  25-27
第三章 驱动电路的设计  27-57
  3.1 主体电路设计  27
  3.2 主芯片的选择  27-31
    3.2.1 TEA1751 芯片的介绍  27-28
    3.2.2 TEA1751 的引脚说明  28-30
    3.2.3 TEA1751 的主要特点  30-31
  3.3 驱动电路的原理图  31-33
  3.4 功率因数校正电路  33-36
    3.4.1 功率因数的定义  34-35
    3.4.2 功率因数校正技术  35
    3.4.3 升压式有源功率因数校正技术  35-36
  3.5 临界模式 PFC 电路的参数设计  36-46
    3.5.1 升压电感 L 的设计  37-39
    3.5.2 输入电容的设计  39
    3.5.3 输出电容的设计  39-40
    3.5.4 器件的选择  40-41
    3.5.5 控制电路的设计  41-46
  3.6 准谐振反激式电路参数的设计  46-54
    3.6.1 反激控制器的运行模式  46
    3.6.2 反激变压器设计  46-49
    3.6.3 钳位电路的设计  49-51
    3.6.4 器件的设计  51-52
    3.6.5 保护电路的设计  52-54
  3.7 恒流电路  54-57
第四章 开关电源的电磁兼容性  57-62
  4.1 电磁兼容  57
  4.2 电磁干扰  57
  4.3 LED 驱动电路的电磁干扰  57-58
  4.4 电磁干扰的抑制  58-62
第五章 系统功能测试与实验结果分析  62-66
  5.1 临界模式 PFC 工作波形  63-64
  5.2 反激准谐振电路的工作波形  64
  5.3 恒流测试结果及分析  64-65
  5.4 样机效率测试结果  65
  5.5 EMC 测试结果  65-66
第六章 总结与展望  66-67
  6.1 本文总结  66
  6.2 工作展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录  71-72
详细摘要  72-75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体二极管 > 二极管：按结构和性能分 > 发光二极管
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