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大功率白光LED驱动电路研究及系统设计

发布时间:2018-08-31 10:57
【摘要】:上世纪60年代初期,Nick Holonyak,Jr.和他的学生M.George Craford和Russell Dean Dupis一起做出了世界上第一支LED(Light Emitting Diode)。至今,LED的出现已有50多年的历史。LED相对于传统照明光源具有无可比拟的优势,因其高光效低功耗、高可靠低污染、长寿命小体积等诸多优点大有取代传统光源的趋势。因而对于它的应用性探究非常有实际意义。用来驱动白光LED的电源管理芯片需要特殊的设计以便在实际应用中达到它发光亮度均匀的要求,克服易受温度影响、灯珠电学性能离散性大等缺点。根据LED的I-V特性曲线,当电压发生变化,驱动电流就会出现非线性的剧烈波动,而LED的亮度由驱动电流决定,所以影响LED的亮度,使其发光效率不高。设计一种高性能的LED驱动电路是十分必要的。本文拟设计一款输出功率为7W的LED驱动电路,通过分析研究驱动芯片电路中各模块工作原理的研究,结合电路系统知识然后基于IC控制芯片搭建包含了AC输入整流滤波模块,功率转换控制模块和输出整流滤波模块这三部分模块化电路。同时根据实际照明要求提出驱动电路最终需要达到的各项参数指标,并且遵循这些参数指标对各驱动模块采用原理分析计算的方法。完成驱动原理图设计后,利用专用的Altium Designer软件对原理图进行PCB版图布局和二次设计。最终焊接元件制作出电路板并加载负载测试电路板的各项性能指标。测试结果表明,驱动电路板的输出电流、输出电压、功率因数、工作效率、线性调整率和负载调整率达到了最初的设计指标要求,较好的完成了7W大功率LED驱动设计。在通过对驱动芯片及控制方式的原理分析,电路设计,版图制作和测试调试这一研究实验过程中,学会一定程度的产品研发方法和流程。
[Abstract]:Nick Holonyak,Jr. in the early 1960s And his students, M.George Craford and Russell Dean Dupis, made the world's first LED (Light Emitting Diode). It has been more than 50 years since the emergence of LED. Compared with traditional lighting sources, LED has unparalleled advantages, because of its advantages of high light efficiency and low power consumption, high reliability and low pollution, long life and small volume, it has a tendency to replace traditional light sources. Therefore, it is of practical significance to explore its application. The power management chip used to drive white LED needs special design in order to meet the requirement of uniform luminous brightness in practical applications, and overcome the disadvantages such as easy to be affected by temperature and large dispersion of electric properties of lamp beads. According to the I-V characteristic curve of LED, when the voltage changes, the driving current will appear nonlinear and violent fluctuation, while the brightness of LED is determined by the driving current, so the brightness of LED is affected and its luminous efficiency is not high. It is necessary to design a high performance LED driver circuit. In this paper, a 7 W output LED drive circuit is designed. By analyzing the working principle of each module in the drive chip circuit, combining with the knowledge of the circuit system, a AC input rectifier filter module is built based on the IC control chip. Power conversion control module and output rectifier filter module these three parts of the modular circuit. At the same time, according to the actual lighting requirements, the parameters needed to be achieved by the driving circuit are put forward, and the principle analysis and calculation method for each driving module is adopted in accordance with these parameters. After the design of the driving schematic diagram, the PCB layout and the secondary design of the schematic diagram are carried out by using the special Altium Designer software. Finally, the welding components are fabricated and loaded to test the performance of the circuit board. The test results show that the output current, output voltage, power factor, working efficiency, linear adjustment rate and load adjustment rate of the driving circuit board meet the initial design requirements, and the 7W high power LED driver design is well completed. Through the principle analysis of driving chip and control mode, circuit design, layout making and testing and debugging, we learn the method and flow of product research and development to a certain extent.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM923.34

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本文编号:2214772

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