LED恒流驱动变换器的建模与仿真

发布时间：2020-07-07 14:56

【摘要】：LED灯因其节能、显色性高、使用寿命长、良好的调光能力、色域宽以及绿色环保等等优点,已在各个领域被广泛应用。针对LED需要恒流驱动的特点,许多LED恒流控制方法被提出。为了研究不同的恒流控制方法的特点,本文基于非隔离DC-DC型Buck电路,对不同的LED恒流控制方法建立模型,如带有人工斜坡补偿的恒定频率的峰值电流控制模式、固定关断时间的峰值电流控制模式、自适应关断时间的滞环电流控制模式等等,同时进行深入的理论分析,并在理论分析的基础上,提出了一种新的恒流控制方法,被命名为增强型自适应关断时间的延时关断控制模式。本文首先利用状态空间平均法,对驱动LED的非隔离的DC-DC型Buck电路进行建模,得到其静态工作点、交流小信号模型以及各项传递函数,并与理想的非隔离DC-DC型Buck电路的上述特性进行了对比。其次对不同电流控制模式进行了平均输出电流分析以及稳定性分析,分析结果表示所考虑的电流控制模式均不能同时满足输出恒定电流以及保证系统稳定这两个条件。基于非隔离DC-DC型Buck电路,本文提出了增强型自适应关断时间的延时关断控制模式,提出的电路主要由延时关断回路和增强型自适应关断时间回路组成,延时关断回路控制开启时间,增强型自适应关断时间回路控制关断时间。理论分析表明,增强型自适应关断时间的延时关断控制模式可以输出一个与占空比和外围电路参数无关的恒流值,且可以工作在稳定状态。接着基于前面得到的Buck电路的模型,对不同电流控制模式建立交流小信号模型,得到了不同电流控制模式的电流控制环传递函数和输出电压到输入电压的传递函数。然后基于Matlab,对不同电流控制模式的电流控制环传递函数和输出电压到输入电压的传递函数进行仿真,得到不同系统的波特图和零极点图,并基于波特图进行了系统性能分析。最后基于1μm 700V BCD工艺,使用Hspice,本文对增强型自适应关断时间的延时关断控制模式进行仿真,仿真结果表明输出的平均电流值与设定的平均电流值之间的误差约等于0.5%。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46;TN312.8

【参考文献】

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本文编号：2745260