基于Buck-Boost双向变换器的无电解电容LED驱动电源研究与设计

发布时间：2024-02-14 05:42

　　发光二极管(Light Emitting Diode,LED)因为具有体积小、功耗小、成本低、寿命长等优点,已经慢慢取代了其他光源成为市场的主导光源。为了使LED完美的工作,一个简单、可靠、高效的电源显得尤为重要。LED负载为恒功率负载,而交流输入电源输入功率中存在两倍工频的脉动能量,造成输入功率和输出功率不平衡,需要一个大容值的电解电容来平衡输入功率和输出功率的脉动差,然而电解电容的寿命很短,制约了电源的整体寿命。为此研究功率耦合技术来去除电解电容或用瓷片电容、薄膜电容代替电解电容,使电源的寿命与LED的寿命相匹配。无电解电容LED驱动电源研究与设计主要包括Boost PFC变换器、功率耦合电路。本文主电路选用Boost PFC变换器,用来完成电压变换和功率因数校正,功率耦合电路选用Buck-Boost双向变换器,使其并联在PFC变换器输出端用来完成对二倍工频的脉动能量的吸收,使负载得到恒定的功率。对于功率耦合电路的控制,传统的开环控制存在抗扰动能力差,控制不精确的问题。双环控制法存在电流环跟踪能力差的问题,使二倍工频的脉动能量不能完全流入到功率耦合电路中,负载得到的能量中仍然存在二...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 去除电解电容的基本思想和国内外研究现状
        1.2.1 去除电解电容的基本思想
        1.2.2 国内外LED驱动电源研究现状
    1.3 本文研究的内容
第二章 基于Buck-Boost双向变换器的LED驱动电源
    2.1 功率耦合电路代替电解电容的基本原理
    2.2 Boost PFC工作原理及控制方法
        2.2.1 Boost变换器的工作原理
        2.2.2 PFC变换器的平均电流控制法
    2.3 Buck-Boost双向变换器工作原理及其控制方法
        2.3.1 双向变换器工作原理
        2.3.2 双向变换器现有的控制方法
    2.4 本章小结
第三章 驱动电源的建模与仿真
    3.1 Boost PFC建模与仿真
        3.1.1 Boost PFC建模
        3.1.2 电流环设计
        3.1.3 电压环设计
    3.2 Boost PFC仿真分析
    3.3 Buck-Boost双向变换器建模与仿真
        3.3.1 Buck-Boost双向变换器建模
        3.3.2 双向变换器电流环设计
        3.3.3 双向变换器电压环设计
    3.4 带双向变换器的LED驱动电源仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 双向变换器的控制策略与仿真
    4.1 脉冲能量控制策略原理
    4.2 仿真分析
        4.2.1 仿真参数
        4.2.2 仿真结果分析
    4.3 本章小结
第五章 驱动电源的设计与实验
    5.1 整流桥的选取
    5.2 Boost主电路的设计
        5.2.1 Boost主电路电感值L的选取
        5.2.2 开关管及输出二极管的选择
        5.2.3 输出电容C的选择
    5.3 Boost主电路控制电路的设计
        5.3.1 UCC2818 芯片的介绍
        5.3.2 控制电路的搭建和参数计算
    5.4 Buck-Boost电路的设计
        5.4.1 双向变换器储能电容的设计
        5.4.2 双向变换器的电感设计
        5.4.3 双向变换器开关管的设计
    5.5 双向变换器控制电路的设计
        5.5.1 STM32 单片机简介
        5.5.2 单片机最小系统设计
        5.5.3 采样电路的设计
        5.5.4 驱动电路的设计
    5.6 实验结果分析
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3897831