可调光200W LED驱动电源设计

发布时间：2017-10-04 14:19

  本文关键词：可调光200W LED驱动电源设计

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【摘要】：LED灯是出现于20世纪末的一种新型照明光源,从其诞生之日起,就以其高效、节能、环保、寿命长、可靠性高等优点成为照明光源研究的新热点。然而LED具有非线性的光学、热学和电学特性,不能像传统白炽灯那样直接接通市电,必须经过复杂的电压电流变换电路才能为LED提供稳定的发光条件,特别是在大功率LED应用场合,高效率、高功率因数的要求更是增加了LED驱动电源的设计难度。此外,现代照明提出了舒适环保的要求,如果能实现LED的智能调光,不但能发挥LED高效节能的优势,还能延长LED的使用寿命。正是基于实现LED驱动电源这些特性和要求的考虑,本文进行了可调光大功率LED驱动电源的研究,设计了一款可调光200W的LED驱动电源,该驱动电源具有高效率、高功率因数、大功率输出、可调光等特性。论文主要完成了以下几项内容：1.研究了LED的发光原理和光学、电学特性,分析了获得稳定发光的条件；为了实现高效率和高功率因数的要求,设计了基于功率因数校正(PFC)和LLC谐振的基本电路,并研究了相关电路的原理。而为了实现调光特性,在研究了调光原理的基础上,设计了基于单片机控制的调光电路。并考虑到实际工程应用,设计了EMI滤波器和散热性能设计,提高了驱动电源的可靠性。2.在完成电路硬件和软件部分设计的基础上,制作了200W可调光LED驱动电源实验样机,经过调试和样机性能测试,实验样机的各项性能与设计规格相符合,达到了课题研究目标。
【关键词】：大功率 高效率 可调光 功率因数校正 LED驱动电源
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 引言12-13
• 1.2 驱动电源发展现状13-15
• 1.3 本文的主要内容与结构安排15-18
• 第2章 LED驱动电源理论基础18-32
• 2.1 LED基本原理18-21
• 2.1.1 LED物理原理18-19
• 2.1.2 LED电学特性19-20
• 2.1.3 LED光学特性20-21
• 2.2 LED驱动电源拓扑结构21-24
• 2.2.1 Buck拓扑结构21-22
• 2.2.2 Boost拓扑结构22-23
• 2.2.3 Buck-Boost拓扑结构23-24
• 2.3 谐振变换器24-27
• 2.3.1 串联谐振变换器24-25
• 2.3.2 并联谐振变换器25
• 2.3.3 串并联谐振变换器25-26
• 2.3.4 LLC串并联谐振变换器26-27
• 2.4 EMI及散热设计27-31
• 2.4.1 EMI滤波器设计27-30
• 2.4.2 散热设计30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 PFC电路原理及设计32-46
• 3.1 功率因数校正原理32-37
• 3.1.1 功率因数校正概述32-34
• 3.1.2 APFC的基本原理34-37
• 3.2 基于L6563的PFC电路设计37-45
• 3.2.1 L6563芯片介绍37-38
• 3.2.2 PFC电路功能实现38-40
• 3.2.3 Boost主电路基本参数设计40-44
• 3.2.4 L6563外围电路基本参数设计44-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第4章 LLC谐振电路原理及设计46-66
• 4.1 LLC谐振变换器的工作原理46-52
• 4.2 L6599外围电路设计52-60
• 4.2.1 振荡器的设计53-54
• 4.2.2 空载/轻载工作54-55
• 4.2.3 软启动55-56
• 4.2.4 过流保护56-57
• 4.2.5 过载保护57-58
• 4.2.6 过压保护58
• 4.2.7 LINE检测功能58-59
• 4.2.8 输出驱动部分59-60
• 4.3 LLC主电路设计60-65
• 4.3.1 设计规格60-61
• 4.3.2 LLC参数设计61-63
• 4.3.3 电感和变压器设计63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 调光电路原理及设计66-79
• 5.1 LED调光方式66-69
• 5.1.1 模拟调光67
• 5.1.2 可控硅调光67-68
• 5.1.3 PWM调光68-69
• 5.2 输出控制电路设计69-71
• 5.2.1 TSM103W控制芯片介绍69-70
• 5.2.2 TSM103W外围电路设计70-71
• 5.3 调光控制电路设计71-77
• 5.3.1 PIC16F1827单片机介绍71-72
• 5.3.2 PIC16F1827外围电路设计72-75
• 5.3.3 PIC16F1827软件部分设计75-77
• 5.4 本章小结77-79
• 第6章 测试结果与分析79-93
• 6.1 EMC测试80-81
• 6.2 PFC电路测试81-83
• 6.2.1 输入电压电流PFC81-82
• 6.2.2 Boost升压波形82
• 6.2.3 Boost开关管波形82-83
• 6.3 LLC电路测试83-84
• 6.3.1 LLC开关管波形83-84
• 6.3.2 输出整流二极管波形84
• 6.4 整机输出特性测试84-85
• 6.5 调光性能分析85-86
• 6.5.1 模拟调光性能分析85
• 6.5.2 PWM调光性能分析85-86
• 6.6 整机性能测试86-92
• 6.6.1 浪涌电流和谐波畸变86-87
• 6.6.2 效率和功率因数87-89
• 6.6.3 开机时间和过冲89-90
• 6.6.4 电压调整率和负载调整率90-91
• 6.6.5 短路保护和过压保护91-92
• 6.7 本章小结92-93
• 第7章 工作总结与展望93-95
• 7.1 工作总结93
• 7.2 展望93-95
• 参考文献95-99
• 附录 Ⅰ L6563引脚功能99-100
• 附录 Ⅱ L6599引脚功能100-101
• 附录 Ⅲ 电路原理图101-102
• 附录 Ⅳ PCB图102-103
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果103

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