单级PFC原边反馈Flyback型LED驱动芯片设计

发布时间：2017-10-15 04:10

  本文关键词：单级PFC原边反馈Flyback型LED驱动芯片设计

  更多相关文章： LED驱动 单级PFC 原边反馈 准谐振

【摘要】：由于LED具有节能环保、效率高、寿命长等优点,近几年中国LED照明产业飞速发展,对LED驱动芯片的需求也急剧增长。基于这个背景下,本论文设计了一款应用于中小功率照明的LED驱动芯片。设计的芯片应用于反激式开关电源架构,利用准谐振的工作方式实现了电流临界导通,并且功率管在漏源电压为谷底时开启,减小了功率管的开关损耗,提高了系统效率;通过驱动信号占空比调节功率管的开启时间,控制功率管导通时间与占空比的乘积为定值,实现单级功率因数校正,该PFC电路无需采样输入交流电压,减少了芯片引脚数量。采用原边反馈,通过辅助绕组检测输出端的电气信息,无需光耦和精密的三端稳压器件(例如TL431),简化了芯片外围电路,提高了系统稳定性;同时利用辅助绕组给芯片供电,减小了启动电阻上的功率损耗。通过采样原边峰值电流和副边导通时间,估算输出电流,来调整功率管导通时间,实现输出恒流。芯片内部主要包括输出电流估算电路、单级PFC电路、峰值电流采样和补偿电路、副边导通时间检测电路、误差放大器电路,其中峰值电流补偿电路是通过辅助绕组检测输入电压,补偿由于栅极驱动延时造成的峰值电流采样误差;芯片开启时,通过300μA电流对片外补偿电容充电,快速提高误差电压,增加导通时间,实现快速启动;同时还集成了多种完善的保护机制,包括欠压保护、过压保护、过温保护、逐周期过流保护、输出过压保护、输出过流保护,能有效的保护LED安全工作。基于CSMC0.25um 50VBCD工艺,对电路进行了仿真验证,启动时间约为460ms,恒流精度95%,交流输入电压在100 V-280 V变化时,功率因数PF均大于0.9,在220V输入电压情况下,PF0.96,输出功率为30W时,整个LED驱动系统的转换效率0.85,线性调整率为0.02mA/V,负载调整时间小于0.1s。
【关键词】：LED驱动 单级PFC 原边反馈 准谐振
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 LED照明简介9-10
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势10-12
• 1.4 研究内容与论文架构12-14
• 2 单级PFC原边反馈FLYBACK型LED驱动控制方案14-33
• 2.1 功率因数校正14-18
• 2.2 反激式开关电源概述和工作模式的选择18-22
• 2.3 反馈方式的选择22-26
• 2.4 原边反馈恒流控制方式的选择26-29
• 2.5 软开关技术29-31
• 2.6 本文设计的芯片控制方式31-32
• 2.7 本章小结32-33
• 3 单级PFC准谐振LED驱动电源系统设计33-41
• 3.1.系统概述33-35
• 3.2 控制芯片整体框图和工作原理35-38
• 3.3 功率单元主要元器件的选择及参数设计38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 芯片电路模块设计与仿真41-76
• 4.1 欠压锁存电路41-42
• 4.2 输入过压保护42-44
• 4.3 带隙基准电路44-49
• 4.4 过温保护电路49-51
• 4.5 单级PFC校正电路51-54
• 4.6 内置峰值电流补偿电路54-58
• 4.7 副边导通时间TDIS检测电路58-60
• 4.8 输出电流估算电路与误差电压产生电路60-67
• 4.9 振荡器电路67-69
• 4.10 输入逐周期过流保护69-71
• 4.11 逻辑控制电路71-73
• 4.12 栅极驱动电路73-75
• 4.13 本章小结75-76
• 5 芯片整体电路仿真验证76-83
• 5.1 整体仿真电路76
• 5.2 整体仿真结果76-82
• 5.3 本章小结82-83
• 6 总结与展望83-85
• 6.1 总结83-84
• 6.2 展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-90
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文90

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 于相旭,侯振程;三相功率因数校正技术(PFC)综述[J];电工技术杂志;2000年03期

2 王晗;杨喜军;杨兴华;姚苏毅;张哲民;雷淮刚;管洪飞;裴建明;;部分有源PFC技术的理论分析与实验研究[J];变频器世界;2008年10期

3 张晓斌,张厚升,吴小华,胡振营;基于单周期控制的三相PFC控制器的研究[J];电力电子技术;2004年03期

4 马记;吉兴全;于群;;PFC技术在小型风电并网发电系统中的应用[J];电气制造;2010年05期

5 黄超;林维明;;基于单周期控制的一种双向开关型无桥PFC研究[J];电源学报;2011年01期

6 易映萍,梁锦,姚为正;单相PFC整流电源的研制[J];电气开关;1999年05期

7 陈蕾;;PFC双轴模拟试验下岩土材料的力学参数研究[J];山西建筑;2014年03期

8 金飞跃;付贤松;牛萍娟;李静仪;;大功率LED路灯电源系统中PFC模块的设计与实现[J];天津工业大学学报;2012年03期

9 张哲民;姚苏毅;杨喜军;王晗;雷淮刚;;符合谐波电流标准的两种大功率单相有源PFC[J];电气应用;2009年07期

10 陶玉波;田虎;杨承志;林弘;;无桥拓扑有源PFC的理论和仿真研究[J];电力系统保护与控制;2011年13期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 董云峰;;PFC检测技术在高压注汽管道检验中的应用与研究[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年

2 杨喜军;王晗;杨兴华;郜登科;雷淮刚;管洪飞;;无桥部分有源PFC的理论分析与实验研究[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

3 梁定军;;一种基于IR芯片的部分有源PFC在空调中的应用[A];《IT时代周刊》论文专版（第296期）[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 闻钊;你的电脑电源有PFC吗[N];中国电脑教育报;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨啸铭;基于PFC~(2D)的邱山铁矿尾矿库坝体稳定性和溃坝模拟分析研究[D];昆明理工大学;2015年

2 谷洪波;一种采用功率因数校正技术（PFC）的LED驱动芯片设计[D];电子科技大学;2014年

3 曹翔;PFC设计和无刷直流电机控制研究[D];东南大学;2015年

4 邹俊;单级PFC原边反馈Flyback型LED驱动芯片设计[D];华中科技大学;2015年

5 刘卫平;临界导电模式PFC开关变换器研究与实现[D];西安科技大学;2004年

6 代杰;一种基于双极工艺的低成本PFC芯片的设计[D];电子科技大学;2012年

7 崔翠;新型PFC的设计及其在变频空调系统中的应用[D];昆明理工大学;2007年

8 刘洋;基于单级PFC技术的开关电源研究与设计[D];电子科技大学;2013年

9 石榴明璇;基于预测电流控制的数字PFC的研究[D];华南理工大学;2010年

10 赵思阳;混合式降压型PFC变流器研究[D];浙江大学;2015年

，

本文编号：1034995