一种高输入电压LED驱动器的研究

论文摘要

本文研究的是一种高输入电压大功率白光LED驱动器。在介绍了高输入电压LED驱动器的应用背景后,对现有高压变流器方案进行了总结与比较。提出了一种利用场效应晶体管串联提高开关器件组整体耐压的电路。该电路由一个主开关管和一个次开关管串联而成,相应的辅助电路对次开关管进行浮地驱动,同时,辅助电路还实现了对串联开关管的分压。结合准谐振反激DC/DC LED驱动器,本文对该方案的工作原理进行了详细的介绍。之后,分析并计算了各开关管电压的应力及辅助电路的损耗。在此基础上提出了降低开关管电压应力与提高整机效率的方案。设计了一台样机对理论分析进行验证。由于提出的开关管串联方案适用于输入电压范围较宽的场合,可将其应用于带功率因数校正的单级PFC反激AC/DC LED驱动器中。本文对这一应用场合下MOSFET串联电路的工作原理的进行了补充介绍,计算并优化了辅助电路的损耗,给出了实验结果。最后对该方案在多个开关管串联中的应用进行了研究。结合单级PFC反激AC/DC LED驱动器,分析了三个场效应晶体管串联电路的工作原理,对串联各开关管的电压应力及辅助电路的损耗进行分析计算后给出了设计方法。研制的高输入电压LED驱动器样机验证表明该电路能实现对多个开关管的可靠分压,进一步降低了各开关管的电压应力。本文提出的晶体管串联方案可应用于准谐振反激变换器中,有效解决了高输入电压LED驱动器因高耐压功率开关管所导致的高成本问题。且该方案具有三管及以上串联的拓展能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 高输入电压LED驱动器的应用背景
• 1.1.1 大功率LED的应用
• 1.1.2 高输入电压LED驱动器的挑战
• 1.2 现有高输入电压变流器研究
• 1.2.1 采用模块串联的高输入电压变流器
• 1.2.2 双营反激变流器的应用
• 1.2.3 高压器件的应用
• 1.2.4 器件串联
• 1.3 本文的选题意义及主要研究内容
• 1.3.1 选题意义
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 MOSFETS串联在高输入电压准谐振反激DC/DC LED驱动器中的应用
• 2.1 工作原理分析
• 2.1.1 准谐振反激DC/DC变流器的的基本工作原理
• 2.1.2 电路开通过程分析
• 2.1.3 关断过程分析
• 2.2 设计要点
• 2.2.1 开关管电压应力分析
• 2.2.2 辅助电路损耗分析
• 2.3 实验结果
• 第3章 MOSFETS串联在高输入电压单级PFC反激AC/DC LED驱动器中的应用
• 3.1 单级PFC反激AC/DC变换器的背景介绍
• 3.1.1 功率因数校正技术
• 3.1.2 高输入电压AC/DC LED驱动器中的功率因数校正技术
• 3.1.3 单级PFC准谐振反激变流器的工作原理
• 3.2 应用MOSFETS串联的单级PFC反激LED驱动器的工作原理分析
• 3.2.1 关断过程分析
• 3.2.2 开通过程分析
• 3.3 辅助电路损耗的分析与计算
• 3.4 实验结果分析
• 第4章 多MOSFETS串联的研究
• 4.1 多MOSFETs串联的工作原理
• 4.1.1 开通过程分析
• 4.1.2 关断过程分析
• 4.2 关键问题分析
• 4.2.1 开关管电压应力
• 4.2.2 辅助电路损耗计算
• 4.3 实验结果分析
• 第5章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢