具有PFC功能的LED驱动电源研究与设计

发布时间：2021-01-21 01:30

　　LED照明的发展催生了LED电源巨大的市场需求,而LED驱动电源的质量是决定LED灯具寿命的关键问题。LED驱动照明电源由于应用广泛,特别是在未来家用照明普及的时候,为了防止谐波对电网的污染和符合相关照明谐波标准,应保证输入端较高的功率因数,LED驱动电源需要有较高的功率因数校正功能。另外随着电力电子技术及其控制技术的不断发展,模拟控制的局限性已经越来越明显,因而对LED驱动电源进行数字化实现是非常必要而且重要的。在此背景下本文进行了具有PFC功能的LED驱动电源的研究与设计。首先对功率因数校正电路的拓扑结构、控制方式进行比较,确定采用Boost PFC电路结构和平均电流控制方式,采用反激式变换电路作为DC-DC变换电路。文中分析了采用平均电流控制方式的Boost PFC电路和反激变换电路的工作原理,建立了两种电路的状态空间数学模型和传递函数,通过Boost PFC电路和反激式变换电路的传递函数,结合不同环路的PI调节器对其幅频特性进行了分析,进而选择出合适的PI调节器参数对电路进行控制。通过MATLAB软件对PI调节器的控制特性进行了分析,达到了对理论分析进行验证的目的。其次对LED... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

恒压驱动模式

图 1-2 恒流驱动模式Fig.1-2 Constant Current Drive Mode纪 80 年代初提出了功率因数校正的概念，后来部分国家对电源相关标准。各国开始对功率因数校正问题关注起来，IEC100电源设计中的功率因数校正提出了强制的要求。目前单相功率地较为成熟。部分文献中研究的两级 PFC 技术，包括 PFC 前率变换级。功率级的完善与 PFC 控制方式的简化是研究中的因数校正电路的拓扑结构有很多种，要获得良好的功率因数校适的拓扑电路结构和控制方法[17]。分文献中，仍较多的采用传统的模拟控制算法，传统的模拟控较为成熟，模拟控制方法简单直接[18]，但是也有其明显的缺点多、系统复杂、维修困难、控制参数固定后难以修改、存在硬能差等[19]。控制技术的快速进步使得模拟控制的局限性越来越明显。数字

安徽理工大学硕士学位论文上世纪 90 年代后，美国德州仪器公司（TI）开发了基于自有 DSP 的全数字控制 UPS 电源。2004 年全球第一个数字电源论坛出现。CMOS 技术的不断提高促进了电源器件的体积变小、价格降低。ROAL 和 TI 等公司是国外较为领先的数字电源公司[24]。近年来，数字电源控制技术的应用使得数字电源得到了迅速的发展。数字电源主要以数字控制专用芯片为核心，通过功率变换器进行输入电压的直流转换，得到需要的直流电，利用故障监测电路、隔离反馈分别实时采样直流变换过程中的故障信号、模拟量等输入到数字控制芯片中进行计算与处理，利用 DSP 等控制器自身含有的 PWM 发生器生成相应的 PWM 信号，通过隔离驱动电路从而对功率变换器中的开关管进行实时控制，达到稳定直流输出的目的。数字电源结构如图 1-3 所示[25]。


本文编号：2990178