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120W 3路输出LED路灯驱动电源设计

作　者: 周迎新
导　师: 秦会斌
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 驱动电源 半桥准谐振 LLC 多路输出 EMC
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


近几年能源危机的爆发,节能越来越被提到重要的位置上来。其中照明所消耗的能源所占的比重较大,不过随着近几年LED产业的发展,照明灯具逐渐开始采用节能、环保、高寿命的LED产品。由于LED自身的特殊光电特性,所以无法直接使用交流市电进行驱动,因此就需要专用的驱动电源进行驱动。同时为了保持LED节能、高寿命的特性,LED驱动电源需要实现高效率、高寿命。论文以LED的原理、发展和特性为引子,对LED驱动电源的特性及驱动方案进行了论述。详细论述了功率因数校正技术、半桥准谐振技术、多路输出技术、传导干扰抑制等关键技术。并在此基础上设计制作了一款120W3路输出LED路灯驱动电源。该方案使用临界模式的有源功率因数校正技术使功率因数达到较高值,同时为后级提供了一个稳定的输入电压。然后使用半桥准谐振结构进行DC-DC变换,输出使用TL431进行恒压,为多路输出级提供稳定电压输入。最后使用多组Boost结构进行3路输出,同时利用双运放AP4310对输出进行精确恒流。该设计使用的半桥准谐振结构实现了开关管的零电压开通和续流二极管的零电流关断,极大的减少了开关过程中能量损耗。并且对设计中遇到的驱动器稳定性和电磁兼容问题进行了分析而且提出了相应的解决方案。通过样机的测试所得出的结果符合相关的规定和标准。论文对设计的120W多路输出LED路灯驱动电源样机进行了相关的测试,采集了电路中关键点的波形并进行了分析。测试结果表明,该驱动器在宽电压条件下能够正常的进行120W的3路恒流输出,EMC达标,满载时功率因数大于0.97,整机效率达到93.3%。较好的达到了设计目标。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 LED相关背景介绍  10-13
    1.2.1 LED的发展历程  10
    1.2.2 LED发光原理  10-12
    1.2.3 LED的基本结构  12
    1.2.4 LED光源特点  12-13
  1.3 LED驱动电源  13-15
    1.3.1 LED驱动电源简介  13
    1.3.2 LED驱动电源原理和结构  13-15
    1.3.3 LED驱动电源所遇到的问题  15
  1.4 发展现状  15-16
  1.5 论文的主要研究内容  16-17
第二章 有源功率因数校正设计  17-28
  2.1 功率因数  17-18
  2.2 功率因数校正分类  18-19
    2.2.1 无源功率因数校正技术  18
    2.2.2 有源功率因数校正技术  18-19
  2.3 功率因数校正(PFC)设计  19-27
    2.3.1 有源功率因数校正(APFC)主电路设计  20-26
    2.3.2 控制电路关键参数设计  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 LLC半桥谐振变换器的设计  28-47
  3.1 软开关技术  28-30
  3.2 LLC谐振变换器的构成及工作原理  30-34
    3.2.1 谐振变换器的分类  30-31
    3.2.2 LLC的基本构成  31-32
    3.2.3 LLC谐振变换器的工作原理  32-34
  3.3 谐振变换器谐振参数设计  34-37
    3.3.1 LLC谐振变换器的等效负载  34-35
    3.3.2 LLC谐振变换器的电压增益  35-37
  3.4 LLC谐振变换器的设计  37-46
    3.4.1 关键参数的确定  37-39
    3.4.2 主电路参数的设计  39-42
    3.4.3 控制电路参数的设计  42-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章 多路输出设计  47-53
  4.1 多路输出意义  47
  4.2 多路输出主电路设计  47-49
  4.3 多路输出控制电路设计  49-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章 电磁兼容性和可靠性  53-58
  5.1 开关电源电磁干扰产生机理  53-54
  5.2 电源电磁干扰的来源  54
  5.3 电源电磁干扰的抑制方法  54-56
  5.4 可靠性设计  56-57
  5.5 本章小结  57-58
第六章 样机相关测试  58-65
  6.1 APFC的数据和波形  58-59
  6.2 LLC半桥变换器波形  59-61
  6.3 多路输出相关波形  61
  6.4 效率及相关精度的测量  61-63
  6.5 样机EMC传导干扰测试报告  63-64
  6.6 本章小结  64-65
第七章 总结与展望  65-67
  7.1 本文总结  65
  7.2 工作展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录  71

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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