LED驱动电源及控制系统的研究与设计

发布时间：2019-11-14 19:47

【摘要】：作为新一代半导体照明电源,LED光源凭借其发光效率高、寿命长的优点,已经成为取代传统照明方式的选择之一。但是由于LED驱动电源的效率低,其寿命不能与LED灯源的寿命相匹配,而且输出电流波动大,这些缺点都严重制约了LED照明的推广。因此,研制出高效率、高功率因数、寿命长的LED驱动电源具有重大意义。在掌握了LED驱动电源的常规设计方法后,本文设计了一台85V-265V/50Hz宽电压范围输入、输出的功率为24W左右的LED驱动电源。首先,本文对功率因数校正技术(PFC)进行研究分析,通过比较半桥变换器、全桥变换器以及反激式变换器等常用电源拓扑结构的优缺点,最终采用反激变换的方式进行PFC电路的设计,根据电路的要求,完成了箝位电路、EMI滤波器以及反馈环路的分析和设计；DC/DC恒流变换部分的设计采用的是耐高压芯片LM3404HV,该芯片自带PWM调光接口,实现了LED驱动电源的恒流输出。其次,在完成LED驱动电源设计的基础上,以AVR系列单片机Atmega128为核心,设计了一套LED驱动电源控制系统,将该控制系统与光强传感器相结合,并对传统调光器以及调光器驱动LED所产生的问题进行了重点分析研究,给出了相应的解决办法,实现了对LED驱动电源的控制,完成了整个智能照明系统的设计工作。最后,在实验室现有条件下将LED驱动电源与控制系统进行联调,完成了LED照明系统的整体测试工作。经测试发现,LED驱动电路工作正常,调光效果较好,整体系统工作稳定,并给出了在实验室条件下的仿真波形、实测数据以及相关实物图。
【图文】：

结构图,发光原理

ＬＥＤ是英文Ｌｉｇｈｔ邋Ｅｍｉｔｔｉｎｇ邋Ｄｉｏｄｅ（发光二极管）的缩写，是一种固态半导体器逡逑件，当ＬＥＤ两端有正向电压时，半导体中的载流子发生复合，多余能量会可见逡逑光的形式被释放出来，其发光原理图如图２．１所示。ＬＥＤ的整体结构如图２．２所示，逡逑其基本结构是由可发光的半导体材料组成，固定在支架上，外围有引线引出，支逡逑架四周用环氧树脂包裹，对结构内部的芯线起到保护作用，所ＷＬＥＤ的抗震性能逡逑好。逡逑Ｊ邋，逦金线逡逑ｒ—逦４邋１Ｆ逦ｎ逦环氧树脂逡逑￥逦反髓—－＾邋．逡逑Ｉ逦？逦：邋ｉ邋＾逡逑号逡逑醒：！壀！邋ＰＫ逦Ｕ逡逑Ｉ逡逑图２．１邋ＬＥＤ发光原理图逦图２．２邋ＬＥＤ结构图逡逑Ｐ、Ｎ型半导体组成的晶片是发光二极管的核也组成部分，在Ｐ型、Ｎ型半导逡逑体中间存在一个过波层，，称之为Ｐ－Ｎ结。在某些半导体的ＰＮ结中，当多数载流逡逑子与注入的少数载流子复合时，多余的能量Ｗ光的形式释放出来，从而把电能直逡逑接转换为光能，二极管发光；当ＰＮ结两端加上反向电压时，少数载流子将难Ｗ逡逑被注入

伏安特性曲线,伏安特性曲线

ＬＥＤ是英文Ｌｉｇｈｔ邋Ｅｍｉｔｔｉｎｇ邋Ｄｉｏｄｅ（发光二极管）的缩写，是一种固态半导体器逡逑件，当ＬＥＤ两端有正向电压时，半导体中的载流子发生复合，多余能量会可见逡逑光的形式被释放出来，其发光原理图如图２．１所示。ＬＥＤ的整体结构如图２．２所示，逡逑其基本结构是由可发光的半导体材料组成，固定在支架上，外围有引线引出，支逡逑架四周用环氧树脂包裹，对结构内部的芯线起到保护作用，所ＷＬＥＤ的抗震性能逡逑好。逡逑Ｊ邋，逦金线逡逑ｒ—逦４邋１Ｆ逦ｎ逦环氧树脂逡逑￥逦反髓—－＾邋．逡逑Ｉ逦？逦：邋ｉ邋＾逡逑号逡逑醒：！壀！邋ＰＫ逦Ｕ逡逑Ｉ逡逑图２．１邋ＬＥＤ发光原理图逦图２．２邋ＬＥＤ结构图逡逑Ｐ、Ｎ型半导体组成的晶片是发光二极管的核也组成部分，在Ｐ型、Ｎ型半导逡逑体中间存在一个过波层，称之为Ｐ－Ｎ结。在某些半导体的ＰＮ结中，当多数载流逡逑子与注入的少数载流子复合时，多余的能量Ｗ光的形式释放出来，从而把电能直逡逑接转换为光能，二极管发光；当ＰＮ结两端加上反向电压时，少数载流子将难Ｗ逡逑被注入
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;TM923.34

【参考文献】