照明LED驱动电源的研究与设计

论文摘要

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。

论文目录

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