LED智能驱动电源技术的研究与设计

发布时间：2017-10-16 07:15

  本文关键词：LED智能驱动电源技术的研究与设计

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【摘要】：LED照明是一种新型半导体固态照明源,由于其环保节能安全的特点在全球能源逐渐紧张的趋势下受到了越来越多的青睐,人们对于LED照明技术的探究也在不断的加深。第一次将LED用于照明是在上个世纪五十年代左右,随后LED在人类照明史上大放异彩。驱动电源对于LED照明的重要性就相当于心脏对于人体的重要性一样,就目前LED照明的现状而言,制约着LED照明普及的一个重要原因就是LED驱动电源技术的发展。本文对LED驱动电路做出了详细的阐述,基于LED照明在未来市场中的强大竞争力为出发点,设计一款以数字控制作为软件基础,单端反激式电路为主拓扑的恒流源方式的LED驱动电源。论文首先针对LED照明的特点和优势做出了阐述,介绍了其发展历程和应用领域。分析了目前广泛所使用的模拟驱动电源的缺点,结合当前发展的数字控制技术,确定了本论文所研究的方向。随后介绍了LED照明的发光原理。着重对常用驱动电源的拓扑结构整体的做了介绍,LED驱动拓扑大体上可以分为开关型和非开关型。开关型主要是升压、降压、升降压以及反激式拓扑。根据LED照明的电气特点以及设计要求,确定了以开关恒流源作为LED驱动电源的设计方案。本文分析了有源PFC和无源PFC的特点,确定了以UC3854作为控制芯片的有源功率因素校正电路。其后针对电路中电磁干扰问题设计电磁干扰滤波器。并着重对整个电路的中的电感,电容,变压器等主要电子器件参数计算给出了详细的介绍。对于数字化智能控制的LED驱动电源给出了详细的软件控制方法,相比于模拟驱动电源的控制不精确和外围器件复杂的缺点,数字控制的驱动电源更加精确和稳定。最后使用仿真软件对LED驱动电源主电路进行了电路仿真,分析了在有无功率因素下电路的波形特点,并对最后恒流输出的波形和PWM波的关系作出了分析。
【关键词】：LED照明 数字控制 有源PFC 反激式电路 恒流源
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86;TM923.34
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究的背景和意义14-15
• 1.2 LED发展历程15
• 1.3 国内外研究现状15-17
• 1.4 论文主要内容及安排17-20
• 1.4.1 论文内容17-18
• 1.4.2 论文的结构安排18-20
• 第二章 LED驱动电源相关理论知识20-36
• 2.1 LED灯照明原理20-22
• 2.2 LED驱动电源拓扑结构22-30
• 2.3 开关电源两种控制方式30-31
• 2.3.1 PWM调制30
• 2.3.2 PFM调制30-31
• 2.4 功率因素校正原理和方法31-34
• 2.4.1 功率因素定义31-32
• 2.4.2 功率因素校正技术32-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 LED驱动电源硬件电路设计36-66
• 3.1 主电路的设计36-59
• 3.1.1 EMI滤波电路36-41
• 3.1.2 功率因素校正电路设计41-46
• 3.1.3 反激式变换器的设计46-52
• 3.1.4 钳位保护电路的设计52-58
• 3.1.5 MOSFET驱动电路的设计58-59
• 3.2 控制电路的设计59-64
• 3.2.1 控制芯片的选择60-61
• 3.2.2 温度检测61
• 3.2.3 电流检测电路61-63
• 3.2.4 电压检测电路63
• 3.2.5 供电电源系统的设计63-64
• 3.3 本章小结64-66
• 第四章 LED驱动电源软件设计与实现66-76
• 4.1 控制算法66-69
• 4.1.1 PID控制算法66-69
• 4.2 软件设计方案69-74
• 4.2.1 主程序的设计69-70
• 4.2.2 电流AD采样程序70-71
• 4.2.3 电压AD采样程序71
• 4.2.4 PWM程序设计71-72
• 4.2.5 温度采集中断服务程序72-73
• 4.2.6 AD中断服务程序73-74
• 4.3 本章小结74-76
• 第五章 LED驱动电源系统仿真与结果76-84
• 5.1 LED驱动电源的仿真与分析76-82
• 5.2 本章小结82-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 论文总结84
• 6.2 工作展望84-86
• 致谢86-88
• 参考文献88-92
• 附录A 攻读硕士学位期间学术成果92-93
• 附录B 硬件总电路图93

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本文编号：1041325