大功率LED数字驱动电源的设计

发布时间：2017-09-11 03:22

  本文关键词：大功率LED数字驱动电源的设计

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【摘要】：能源危机和环境污染两大问题已经成为制约全球经济发展的瓶颈,而照明用电约占世界能源消耗的20%。LED因其环保、清洁、长寿、节能等众多优点成为照明事业的新星。LED是低压直流驱动的冷光源,它的性能受到环境的制约,其驱动电源的优劣是影响LED产品的可靠性的关键问题。本文针对LED工作电流的特性,设计一个可以与外界通信管理的,输出电流可调的LED数字驱动电源。论文介绍了LED照明的优势和广阔前景,以及LED的基本原理和应用现状;经过多方面的考虑和计算,选择数字信号处理器DSP(TMS320F28027)作为主控芯片,通过PID调节,实现电源的恒流输出。本电源可与外界系统通信,调节输出的PWM占空比,改变输出电流大小。本文针对市场需求,提出了100W大功率LED的设计要求,电源输入为220V交流市电输入,输出电流0~3A可调且恒流。经过对比和考虑,选定反激拓扑结构作为DC/DC变换器。LED数字驱动电源的设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计包括控制电路、功率电路、输入保护、EMI电路和辅助电源电路,介绍了硬件电路工作原理、各元器件的选型和变压器的设计,还说明了电源PCB设计的要点;软件系统包括主程序、PID控制程序、ADC程序、PWM程序和通信程序。软件设计对各模块程序的原理和设计流程作出了详细说明,并给出了模块程序部分的关键性代码。最后对本电源的进行了测试与分析。先进行一些基本调试,确保基本电路正确;再对各功能模块进行测试分析,保证各模块正常运行;然后对整机进行带负载测试,实验表明该电源运行稳定,基本满足设计要求。
【关键词】：LED驱动 反激变换器 数字电源 DSP控制
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究的背景及意义10-12
• 1.1.1 背景10-11
• 1.1.2 意义11-12
• 1.2 LED灯概述12-15
• 1.2.1 LED工作原理12-14
• 1.2.2 LED灯的优缺点14-15
• 1.3 LED驱动电源的研究现状15-18
• 1.3.1 大功率LED驱动方式15-16
• 1.3.2 开关电源工作原理16-17
• 1.3.3 开关电源数字化17-18
• 1.4 本文的主要研究内容18-20
• 第2章 LED数字驱动电源的总体设计20-28
• 2.1 LED数字驱动电源的总体设计20-22
• 2.2 LED数字驱动电源的DC-DC变换器拓扑结构的选择22-24
• 2.3 LED数字驱动电源的控制芯片的选择24-25
• 2.4 LED数字驱动电源的控制算法的选择25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 LED数字驱动电源的硬件设计28-50
• 3.1 控制电路设计28-35
• 3.1.1 控制系统的设计28-30
• 3.1.2 采样电路的设计30-33
• 3.1.3 MOS驱动电路的设计33-34
• 3.1.4 通信接口电路的设计34-35
• 3.2 功率电路设计及参数选择35-43
• 3.2.1 输入整流模块参数选择36-37
• 3.2.2 反激变压器的设计37-41
• 3.2.3 吸收电路设计41-42
• 3.2.4 输出整流及滤波电路的参数选择42-43
• 3.3 输入保护电路及EMI设计43-46
• 3.3.1 输入保护电路设计44-45
• 3.3.2 EMI滤波器设计45-46
• 3.4 辅助电源设计46-48
• 3.5 PCB的设计48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第4章 LED数字驱动电源的软件设计50-62
• 4.1 软件开发环境CCS50-51
• 4.2 主程序的设计51-53
• 4.3 EPWM程序设计53-56
• 4.4 ADC采样程序设计56-58
• 4.5 PID的程序设计58-59
• 4.6 通信模块程序设计59-61
• 4.7 本章小结61-62
• 第5章 系统的测试与分析62-68
• 5.1 系统的基本调试62-63
• 5.2 各功能模块调试63-65
• 5.3 系统功能测试与分析65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 总结与展望68-70
• 1 总结68-69
• 2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录74

【参考文献】

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本文编号：828332