无电解电容LED驱动电源研究

发布时间：2017-09-27 07:26

  本文关键词：无电解电容LED驱动电源研究

  更多相关文章： 改进型Buck变换器 电解电容 纹波补偿 I2U控制

【摘要】：发光二极管(LED)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,具有安全、耗电量小、寿命长等许多优点,LED作为第四代光源,引发了新一次照明革命,有着十分广阔的应用前景和发展前途。由于LED自身特有的光电特性,决定了不能直接接电源供电,而是需要用驱动电源模块来对电能进行控制。一般的驱动电源的滤波环节大多都采用了电解电容,一方面,电解电容只能起到抑制纹波的效果并不能完全消除,残留下来的纹波会影响LED的发光效率。另一方面,电解电容自身寿命较短和LED光源的长寿命严重不匹配,将直接减少其使用寿命和工作安全可靠性。所以,怎样解决电解电容寿命问题,提高驱动电源可靠性,已经成为了LED当前发展的一个重要问题。针对上述问题,本文采用输入电流连续,降压能力强的改进型Buck变换器作为LED驱动电源的主电路拓扑。针对滤波环节的电解电容问题在改进型Buck变换器的基础上利用纹波补偿电路来抑制电路输出端纹波,从而可以代替短寿命的滤波电解电容,使得流经LED的电流为恒定直流。提出了I2U控制方法,可以提高电路的动态响应速度,并能精确控制流经LED的电流保持其恒定,从而满足了LED的供电要求。这种新的驱动电源无电解电容,输出纹波小,大大提升了驱动电源的使用寿命和工作可靠性。具体研究内容如下:(1)针对传统的Buck电路存在的降压能力不强,输入电流断续会造成电磁干扰等缺点,设计了降压能力强,输入电流连续的改进型Buck变换器。分析了滤波电容对输出纹波产生的影响,以及电解电容存在的寿命短问题,指出了去除电解电容对提高驱动电源使用寿命的重要性。(2)提出了无电解电容改进型Buck LED驱动电路结构,也就是在改进型Buck变换器的基础上利用纹波补偿电路来抑制电路输出端纹波,从而可以代替短寿命的滤波电解电容,使得流经LED的电流为恒定直流。(3)提出了I2U控制方法,相比于传统峰值电流控制,能精准控制流过LED的电流并使其保持恒定,且具有较好的动态响应速度,并将它运用在无电解电容改进型Buck LED驱动电路上。
【关键词】：改进型Buck变换器 电解电容 纹波补偿 I2U控制
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.2 LED发光机理和伏安特性12-16
• 1.2.1 LED的发光机理12-14
• 1.2.2 LED的伏安特性14-16
• 1.3 LED驱动电源技术发展现状16-17
• 1.4 本文研究主要内容17-19
• 第二章 改进型Buck LED驱动电源19-36
• 2.1 改进型Buck LED驱动电源分析19-27
• 2.1.1 改进型Buck LED驱动电源拓扑结构19-21
• 2.1.2 电感电流连续工作模式分析21-25
• 2.1.3 电感电流断续工作模式分析25-27
• 2.2 变换器滤波环节分析27-29
• 2.3 电解电容寿命限制29-31
• 2.4 仿真分析31-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 无电解电容改进型Buck LED驱动电源36-50
• 3.1 无电解电容改进型Buck LED驱动电源拓扑结构36-37
• 3.2 纹波补偿环节设计37-41
• 3.2.1 纹波补偿电路结构37-40
• 3.2.2 纹波补偿工作过程40-41
• 3.3 电路建模及小信号分析41-48
• 3.3.1 三端开关器件建模法41-44
• 3.3.2 小信号模型分析44-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 I2U控制无电解电容改进型Buck LED驱动电源50-68
• 4.1 I2U控制方法50-56
• 4.1.1 峰值电流控制介绍50-51
• 4.1.2 I2U控制无电解电容改进型Buck LED驱动电源电路结构51-52
• 4.1.3 I2U控制工作原理52-54
• 4.1.4 电感电流次谐波振荡与斜坡补偿54-56
• 4.2 内环传递函数56-61
• 4.2.1 内环传递函数推导57-60
• 4.2.2 内环传递函数分析60-61
• 4.3 仿真分析61-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 整体电路仿真和实验电路设计68-79
• 5.1 仿真电路搭建68-69
• 5.2 仿真结果分析69-71
• 5.3 实验电路设计71-77
• 5.3.1 主电路参数设计71-72
• 5.3.2 控制电路参数设计72-77
• 5.4 本章小结77-79
• 第六章 总结与展望79-82
• 6.1 本文总结79-80
• 6.2 本文展望80-82
• 参考文献82-87
• 致谢87-88
• 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果88

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 沙占友;王彦朋;;大功率LED驱动电源设计要点[J];电源技术应用;2011年02期

2 罗富德;两种保护直流电器的节电驱动电源[J];机床电器;1994年05期

3 张琪;;一款高效大功率LED驱动电源设计[J];中国照明电器;2013年03期

4 陈俊;徐志伟;陈杰;;压电驱动器驱动电源设计[J];国外电子测量技术;2014年04期

5 杨大洪;;高速电机驱动电源[J];电子工艺技术;1989年06期

6 于月森;戚文艳;伍小杰;;本安型大功率LED驱动电源设计与研究[J];煤炭科学技术;2013年01期

7 周俊生;朱惠宗;孔镇;冯金垣;汤华权;;一种大功率LED照明驱动电源的设计与研究[J];电子产品世界;2014年Z1期

8 ;电光Q开关驱动电源介绍[J];爆炸与冲击;2005年06期

9 ;《LED照明与显示技术丛书LED照明驱动电源优化设计》[J];电源技术应用;2011年04期

10 陈本竹;;精密微电机三相驱动电源[J];微电机;1993年03期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 缪复华;林宣霈;宋福生;;高效率LED照明驱动电源装置之研究[A];海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2008年

2 郑旭峰;王沐;;LD驱动电源远程控制的设计和实现[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

3 林方盛;蒋晓波;江磊;刘木清;;LED驱动电源综述[A];中国照明工程二十年专刊[C];2012年

4 马勋;任青毅;曹科峰;;激光二极管驱动电源的控制系统设计[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年

5 王蓓蓓;阮新波;徐明;杨飞;;新型长寿命大功率LED驱动技术的研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

6 顾国林;;光纤传感用大功率脉冲光源驱动电源低功耗设计[A];第十四届全国光学测试学术讨论会论文（摘要集）[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 杨涛　刘淑琴;茂硕电源：缔造“高效节能第一品牌”[N];中国高新技术产业导报;2011年

2 都红刚 霍思颖;交流直接供电LED照明灯问世[N];中国技术市场报;2010年

3 ;中国LED驱动电源第一股是怎样炼成的？[N];中国高新技术产业导报;2012年

4 记者 张哲浩;国内首个交流直接供电LED照明灯问世[N];科技日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘谈平;大功率半导体激光驱动电源关键技术研究[D];中北大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曹永;LED路灯驱动电源及其光照感知控制技术的研究与设计[D];华南理工大学;2015年

2 阳序仁;大功率LED驱动电源与道路照明监控系统[D];华南理工大学;2015年

3 石鹏;大功率LED驱动电源的研究[D];天津理工大学;2015年

4 张兵;LED智能照明系统与驱动电源的研究[D];华南理工大学;2015年

5 孙健;反激式LED驱动电源的设计[D];辽宁大学;2015年

6 张少华;LED驱动电源及控制系统的研究与设计[D];南京师范大学;2015年

7 陈社彪;大功率LED驱动电源的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

8 闫鑫;功率LED驱动电源高温通断及COB温度循环可靠性研究[D];北京工业大学;2015年

9 陆海娟;环宇公司LED驱动电源工艺管理研究[D];天津财经大学;2015年

10 梁凯;照明LED驱动电源研究[D];西华大学;2015年

，

本文编号：928385