低噪声LED数字驱动电源研究与设计
发布时间：2021-10-19 14:38
开关电源被广泛应用到电子设备、照明、汽车等各个行业,效率高、稳定性强等优势更是让其在LED照明领域占有一席之地。随着开关电源技术的逐渐发展,LED驱动电源也逐渐朝着高频率、高效率、低噪声、数字化的方向发展,本文正是以此为背景设计了一款用于小功率照明领域的低噪声LED数字驱动电源。本文研究了LED驱动电源相关理论并针对电源系统中的噪声问题,采用无源EMI滤波器、Boost-APFC电路以及RCD钳位电路,抑制了LED驱动电源的噪声。根据设计需求,确定电路实现方案。采用Boost-APFC与Flyback两级电路作为主拓扑结构,在电网输入与后级变换器之间设计了EMI电路,抑制了EMI噪声干扰。对Boost-APFC电路中的整流桥、电感以及Flyback电路中的高频变压器、MOSFET等元器件进行了设计与选型,在变压器两端设计了RCD钳位电路,减小由漏感在MOSFET两端引起的尖峰电压。采用TI公司的TMS320F28335作为主控芯片,实现数字化控制;设计了PWM驱动电路、电流电压检测电路以及辅助电源等外围电路,完成了低噪声LED驱动电源的硬件电路的设计。采用状态空间平均法分别建立了平均电...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LED的I-V特性曲线
为窗口的铜填充系数，取值为 0.4，Kc为磁芯填充系数，本文选用铁氧体材料磁芯值为 1.0。Pt= Po 1+ηη(3-25根据式(3-24)和(3-25)计算得出 AP 为 0.17cm4。最大输入功率下的变压器体积 Ve可由式(3-26)确定，则：Ve= 0.7 (2+r)2r Poη fs=0.7×(2+0.5)20.5 500.85×100×103= 5.14cm3(3-26根据计算所得的 AP 值和 Ve值，查询磁芯的数据手册，选取变压器磁芯材料号为 PC44 的 PQ26/20 型铁氧体磁芯，其形状如图 3.3 所示，表 3.2 为 PQ 型磁芯数对照表。根据表 3.2 可知，PQ26/20 型磁芯的 Aw为 0.6cm2，Ae为 1.19cm2，为 0.719>0.17，Ve值为 5.49>5.14，故满足要求。
图3.6 TMS320F28335 引脚图文将 DSP 数字控制器应用于 LED 数字驱动电源中，分别实现APFC 电路以及后级 Flyback 电路的控制作用。表 3.3 列出了本次设计中S320F28335 芯片的硬件资源。表3.3 TMS320F28335 硬件资源分配表DSP 硬件资源分配 引脚说明DC 输入口ADCINA0 Boost-APFC 电感电流ADCINA1 Boost-APFC 输出电压ADCINA2 Boost-APFC 整流输入电压ADCINB0 Flyback 输出电压ADCINB1 Flyback 开关管源极电流M 输出口GPIO0/EPWM1A Boost-APFC 开关管 PWM 信号GPIO2/EPWM2A Flyback 开关管 PWM 信号定时器 TIMER0 主程序定时器，产生中断服务定时用 I/O 口GPIO18 开始按钮GPIO19 结束按钮
【参考文献】：
期刊论文
[1]多路输出反激式开关电源的设计[J]. 练新平. 科技与创新. 2019(08)
[2]一种基于芯片UC3842的开关电源设计与实现[J]. 杨海川,牛洪杰,杨思程,陈龙啸,朱龙. 山东工业技术. 2019(07)
[3]预测模糊PI控制的反激变换器设计与仿真[J]. 管雪梅,张卢军,樊粉霄. 现代电子技术. 2019(02)
[4]高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计[J]. 陈霖,和谦. 信息通信. 2017(07)
[5]高频开关电源的技术现状与发展趋势[J]. 陈姝臻. 技术与市场. 2016(11)
[6]开关电源数字控制技术进展[J]. 李建仁. 微电子学. 2016(04)
[7]基于UC3854功率因数校正器的电源设计[J]. 孙驷洲,孟樱. 宿州学院学报. 2015(01)
[8]开关电源的新技术与发展前景[J]. 陈天乐. 通信电源技术. 2014(02)
[9]EMI电源滤波器的插入损耗分析[J]. 滑瑞霞,张磊,龙慧. 电子科技. 2011(01)
[10]基于SABER软件的反激式开关电源的仿真与研究[J]. 孟巧云. 科技传播. 2010(19)
博士论文
[1]基于AC-DC开关电源系统的电磁兼容设计及稳定性研究[D]. 何惠森.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]大功率LED驱动电源及其控制策略的研究[D]. 乔永娜.东北石油大学 2018
[2]基于DSP控制的AC/DC300W数字电源设计[D]. 尹涛.湖南大学 2018
[3]应用于LED驱动开关电源中的源极驱动控制电路设计[D]. 陈龙珑.东南大学 2016
[4]基于DSP的开关电源数字控制技术研究与实现[D]. 沈天益.东南大学 2016
[5]LED智能驱动电源技术的研究与设计[D]. 卢东红.昆明理工大学 2016
[6]一款峰值电流控制模式的Buck型DC-DC变换器设计及稳定性分析[D]. 孙建永.电子科技大学 2015
[7]LED照明驱动电源研究与实现[D]. 凌玮杰.南京理工大学 2014
[8]基于DSP的数字开关电源研究与实现[D]. 王贤哲.大连理工大学 2013
[9]基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现[D]. 朱晓曲.湖南大学 2013
[10]基于DSP的数字开关电源设计与实现[D]. 陈默.电子科技大学 2013
本文编号：3445061
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LED的I-V特性曲线
为窗口的铜填充系数，取值为 0.4，Kc为磁芯填充系数，本文选用铁氧体材料磁芯值为 1.0。Pt= Po 1+ηη(3-25根据式(3-24)和(3-25)计算得出 AP 为 0.17cm4。最大输入功率下的变压器体积 Ve可由式(3-26)确定，则：Ve= 0.7 (2+r)2r Poη fs=0.7×(2+0.5)20.5 500.85×100×103= 5.14cm3(3-26根据计算所得的 AP 值和 Ve值，查询磁芯的数据手册，选取变压器磁芯材料号为 PC44 的 PQ26/20 型铁氧体磁芯，其形状如图 3.3 所示，表 3.2 为 PQ 型磁芯数对照表。根据表 3.2 可知，PQ26/20 型磁芯的 Aw为 0.6cm2，Ae为 1.19cm2，为 0.719>0.17，Ve值为 5.49>5.14，故满足要求。
图3.6 TMS320F28335 引脚图文将 DSP 数字控制器应用于 LED 数字驱动电源中，分别实现APFC 电路以及后级 Flyback 电路的控制作用。表 3.3 列出了本次设计中S320F28335 芯片的硬件资源。表3.3 TMS320F28335 硬件资源分配表DSP 硬件资源分配 引脚说明DC 输入口ADCINA0 Boost-APFC 电感电流ADCINA1 Boost-APFC 输出电压ADCINA2 Boost-APFC 整流输入电压ADCINB0 Flyback 输出电压ADCINB1 Flyback 开关管源极电流M 输出口GPIO0/EPWM1A Boost-APFC 开关管 PWM 信号GPIO2/EPWM2A Flyback 开关管 PWM 信号定时器 TIMER0 主程序定时器，产生中断服务定时用 I/O 口GPIO18 开始按钮GPIO19 结束按钮
【参考文献】：
期刊论文
[1]多路输出反激式开关电源的设计[J]. 练新平. 科技与创新. 2019(08)
[2]一种基于芯片UC3842的开关电源设计与实现[J]. 杨海川,牛洪杰,杨思程,陈龙啸,朱龙. 山东工业技术. 2019(07)
[3]预测模糊PI控制的反激变换器设计与仿真[J]. 管雪梅,张卢军,樊粉霄. 现代电子技术. 2019(02)
[4]高频开关电源设计中的电磁兼容性分析与设计[J]. 陈霖,和谦. 信息通信. 2017(07)
[5]高频开关电源的技术现状与发展趋势[J]. 陈姝臻. 技术与市场. 2016(11)
[6]开关电源数字控制技术进展[J]. 李建仁. 微电子学. 2016(04)
[7]基于UC3854功率因数校正器的电源设计[J]. 孙驷洲,孟樱. 宿州学院学报. 2015(01)
[8]开关电源的新技术与发展前景[J]. 陈天乐. 通信电源技术. 2014(02)
[9]EMI电源滤波器的插入损耗分析[J]. 滑瑞霞,张磊,龙慧. 电子科技. 2011(01)
[10]基于SABER软件的反激式开关电源的仿真与研究[J]. 孟巧云. 科技传播. 2010(19)
博士论文
[1]基于AC-DC开关电源系统的电磁兼容设计及稳定性研究[D]. 何惠森.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]大功率LED驱动电源及其控制策略的研究[D]. 乔永娜.东北石油大学 2018
[2]基于DSP控制的AC/DC300W数字电源设计[D]. 尹涛.湖南大学 2018
[3]应用于LED驱动开关电源中的源极驱动控制电路设计[D]. 陈龙珑.东南大学 2016
[4]基于DSP的开关电源数字控制技术研究与实现[D]. 沈天益.东南大学 2016
[5]LED智能驱动电源技术的研究与设计[D]. 卢东红.昆明理工大学 2016
[6]一款峰值电流控制模式的Buck型DC-DC变换器设计及稳定性分析[D]. 孙建永.电子科技大学 2015
[7]LED照明驱动电源研究与实现[D]. 凌玮杰.南京理工大学 2014
[8]基于DSP的数字开关电源研究与实现[D]. 王贤哲.大连理工大学 2013
[9]基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现[D]. 朱晓曲.湖南大学 2013
[10]基于DSP的数字开关电源设计与实现[D]. 陈默.电子科技大学 2013
本文编号：3445061
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