基于LLC谐振变换器的大功率LED驱动电源的研究
本文关键词: 大功率LED 宽负载范围调光 LLC谐振变换器 可变谐振电感(VRI) 出处:《杭州电子科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着人类社会的进步,及对能源需求的不断提高,环保、高效、清洁的新能源已成为新世纪能源发展的主要议题。而称之为第四代绿色照明的LED光源,由于其自身的高效率、工作寿命长以及绿色环保等优点被广泛应用在生活中的各个领域。伴随着相关半导体技术的飞快发展,大功率LED驱动技术逐渐被更多的学者所关注。此外,调光技术作为LED照明的一个不可或缺功能,不仅可以美化照明效果,更进一步提高能源利用率。本课题则在此背景下,针对大功率LED调光输出特性展开研究,探索具有高效、稳定、宽负载调光输出的大功率LED驱动电源设计方案。本论文首先对当前LED驱动器的主要拓扑结构进行分析比较,并重点讨论适用于大功率LED驱动电源的LLC谐振变换器的主要优缺点。进而结合宽负载调光照明需求,对目前国内外相关技术进行学习总结,分析各自所固有的一些优缺点。在此基础上,提出一种简易可变谐振电感(VRI)的优化控制策略,并进行深入分析与研究。本论文重点研究可变谐振电感(VRI)在LLC变换器中的具体影响,并结合实验室110W LED路灯的宽负载范围调光应用进行优化设计。主要包含两个部分:其一,传统LLC谐振变换器针对大功率LED调光输出的优化设计;其二,采用可变谐振电感(VRI)后,LLC变换器的相关优化分析与设计。而研究的主要内容包括LLC谐振变换器的基本工作原理分析、实际电路中分布电容的影响以及可变谐振电感(VRI)的主要工作原理和优化设计等几个方面。此外,结合前面章节的相关理论分析与推导,利用Psim仿真软件设计仿真电路以进行验证实验。并对两种优化方法下的样机进行设计与调试,通过实验结果的对比分析,验证前期相关理论推导的正确性。同时,也证明基于可变谐振电感(VRI)的LLC变换器可良好适用于大功率LED宽负载调光应用。
[Abstract]:With the progress of human society and the increasing demand for energy, the new energy of environmental protection, high efficiency and clean has become the main topic of energy development in the new century. The LED light source called 4th generation green lighting, because of its high efficiency, With the rapid development of semiconductor technology, the high power LED driving technology has been paid more and more attention by many scholars. Dimming technology, as an indispensable function of LED lighting, can not only beautify the lighting effect and further improve the energy efficiency. Stable, wide load dimming output high power LED driver design scheme. Firstly, the main topology of the current LED driver is analyzed and compared in this paper. The main advantages and disadvantages of the LLC resonant converter suitable for high power LED drive power supply are discussed, and then combined with the requirement of wide load dimming lighting, the relevant technologies at home and abroad are summarized. Based on the analysis of their inherent advantages and disadvantages, a simple optimal control strategy for variable resonant inductor VRI is proposed. This paper focuses on the influence of variable resonant inductor in LLC converter, and optimizes the design of 110W LED street lamp with wide load range dimming. The traditional LLC resonant converter is optimized for the high-power LED dimming output. Secondly, The related optimization analysis and design of the LLC converter with variable resonant inductor are introduced. The main contents of the research include the analysis of the basic principle of the LLC resonant converter. The influence of distributed capacitance in practical circuit and the main working principle and optimization design of variable resonant inductor VRI are also discussed. Psim simulation software is used to design the simulation circuit to carry out the verification experiment. The prototype under the two optimization methods is designed and debugged. Through the comparison and analysis of the experimental results, the correctness of the previous related theoretical derivation is verified. It is also proved that the LLC converter based on variable resonant inductor can be applied to the wide load dimming of high power LED.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM46
【参考文献】
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,本文编号:1496322
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