谐振型多路输出LED驱动器的研究

发布时间：2017-04-12 08:10

  本文关键词：谐振型多路输出LED驱动器的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,能源紧缺的现状使得人类愈发认识到节能减排的重要性。LED作为一种新型的照明光源具有寿命长、节能环保等优点,在道路照明、隧道照明等大功率照明场合得到广泛的应用,而高效可靠的LED驱动器则是保证LED稳定工作的关键。本文首先介绍了大功率LED驱动器的电路结构以及驱动器中的恒流驱动、多路均流、调光等关键技术。分析研究了LCL-T型谐振变换器的电路特性以及电容均流方法和串联变压器均流方法的工作原理,在此基础上提出了一种由LCL-T型谐振变换器和多路LED无源均流输出构成的大功率LED驱动器方案,详细分析了该方案的工作原理及电路特点。其次,针对LCL-T型谐振变换器在大功率LED照明场合的应用,提出了一种适用于大功率LED驱动的多相并联LCL-T型谐振变换器,分析了该电路的工作原理,推导出了交流等效电路及电路的恒流工作特性,详细分析了各电路参数对电路工作状态的影响,给出了电路参数的设计方法和具体的实现电路,并通过仿真与实验验证了该恒流输出方案的可行性。在多相并联LCL-T型谐振变换器基础上,提出一种新型移相调光控制策略,通过移相控制实现了对LED灯的调光控制,详细分析了该调光策略的工作原理,并推导出了移相角与输出电流有效值的关系式,给出了各移相桥臂的移相范围,仿真结果表明该调光方案具有调光精度高、可实现全范围调光等优点。在分析现有的多路输出无源均流方法的基础上,提出了一种适用于多相并联LCL-T型谐振变换器的多路输出无源均流方法,利用串联变压器和电容组合的方法实现了任意2N路输出电压不同时的均流输出,具有电路结构简单、均流效果好、对串联变压器要求低等优点；详细分析了采用该均流方法的4路输出多相并联LCL-T型谐振电路的工作过程、均流原理以及均流电容的电压特性；推导了该均流方法对电路恒流特性的影响,并进行了仿真验证。最后研制出了一台采用dsPIC33FJ16GS502单片机作为主控制器,满载功率为200W,具有调光功能的4路均流输出的LED驱动器实验样机,对样机进行了实验测试,实验结果验证了所提方案的可行性。
【关键词】：LED驱动器 多相并联 谐振变换器 无源均流 移相调光
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM46;TM923.34
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 引言8-9
• 1.2 LED驱动器研究现状9-13
• 1.2.1 不同功率等级LED驱动方案9-10
• 1.2.2 多路LED均流方法10-12
• 1.2.2.1 有源均流11
• 1.2.2.2 无源均流11-12
• 1.2.3 LED调光方法12-13
• 1.2.3.1 模拟调光13
• 1.2.3.2 PWM调光13
• 1.3 本课题研究意义和主要工作13-15
• 1.3.1 研究意义13-14
• 1.3.2 主要工作14-15
• 第二章 大功率LED驱动电源结构及工作原理15-23
• 2.1 大功率LED驱动器结构15-21
• 2.1.1 三级式LED驱动器16-18
• 2.1.1.1 功率因数校正电路16-17
• 2.1.1.2 DC/DC恒压开关电源17
• 2.1.1.3 DC/DC恒流电路17-18
• 2.1.2 两级式LED驱动器18-21
• 2.1.2.1 电容均流原理19-20
• 2.1.2.2 串联变压器均流原理20-21
• 2.2 LCL-T型大功率LED驱动器电路结构21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 多相并联LCL-T型谐振变换器结构及工作原理23-42
• 3.1 多相并联LCL-T型谐振变换器工作原理23-25
• 3.2 多相并联LCL-T型谐振变换器的恒流工作特性25-28
• 3.3 软开关条件分析28
• 3.4 多相并联LCL-T型谐振变换器的仿真分析28-31
• 3.5 实验结果分析31-33
• 3.6 多相并联LCL-T型谐振变换器的移相调光原理33-38
• 3.7 多相并联LCL-T型谐振变换器的移相调光仿真分析38-41
• 3.8 本章小结41-42
• 第四章 LCL-T型谐振变换器多路输出无源均流策略研究42-54
• 4.1 多路输出无源均流原理42-43
• 4.2 四路均流输出电路原理分析43-44
• 4.3 四路均流输出电路的特性分析44-50
• 4.3.1 均流电容的电压分析44-46
• 4.3.2 交流等效电路的推导46-50
• 4.4 多路输出无源均流电路的saber仿真50-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 多相并联LCL-T型LED驱动器的样机设计54-68
• 5.1 样机设计要求54
• 5.2 硬件电路设计54-58
• 5.2.1 控制芯片的选择55
• 5.2.2 均流电容的选型55-56
• 5.2.3 变压器匝比56
• 5.2.4 谐振电感和谐振电容的设计56-57
• 5.2.5 变压器设计57
• 5.2.6 其它主要器件选型57-58
• 5.3 四路输出多相并联LCL-T型谐振变换器移相调光仿真分析58-60
• 5.4 软件设计60-61
• 5.5 实验结果与分析61-67
• 5.6 本章小结67-68
• 总结与展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文73

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