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LED照明驱动电源研究与实现

作　者: 凌玮杰
导　师: 李强
学　校: 南京理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: LED驱动电源 反激 单级PFC 可调光 Saber仿真 LTspiceⅣ仿真
分类号: TM923.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


本文的工作是设计一款可调光LED照明驱动电源,并进行仿真和调试。本文首先介绍了LED照明的知识背景,然后介绍了驱动电源的五种常用的直流变换电路。本文研究了可控硅调光,并分析了四种调光兼容方案。本文还研究了功率因数校正和电磁兼容的工程方法。根据设计需求,本文选用反激变换器和单级PFC作为驱动电源的拓扑,驱动电源工作于电流断续模式并采用峰值电流控制方式。基于AP1682,本文着重设计了功率因数校正功能和反激变压器,为提高可靠性,变压器中增加了RCD箝位电路。本文还设计了EMI滤波电路、输出滤波电路、线性补偿电路和空载保护电路。最后,本文针对调光兼容问题,设计了阻尼电路、泄放电路以及深度调光电路。基于Saber,本文对单级PFC反激变换器进行了仿真,分析了功率因数校正功能,分析了变压器、开关管、副边功率二极管的工作情况,分析了EMI滤波电路的工作效果。基于LTspice IV,在不同的充电电阻下,本文对可控硅调光器的输出电压波形进行了仿真。本文对驱动电源实物进行调试,分析了功率因数校正功能、输出电流线性调整率和负载调整率、功率器件的工作情况、电磁兼容效果。接入调光器后,本文测试了调光曲线并验证了深度调光的效果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-18
  1.1 课题的背景和意义  10-11
    1.1.1 LED的发展历程  10
    1.1.2 发展LED照明的意义  10
    1.1.3 国内外研究与产业现状  10-11
  1.2 LED的特性  11-14
    1.2.1 光学原理和性质  11-12
    1.2.2 电学性质  12-14
    1.2.3 热学性质  14
    1.2.4 对驱动电源的要求  14
  1.3 灯具技术  14-15
  1.4 LED照明调光技术  15
  1.5 论文的结构安排  15-18
2 驱动电源的原理分析  18-34
  2.1 驱动电路  18-20
    2.1.1 直流变换器  18-20
    2.1.2 驱动方式  20
  2.2 可控硅调光器兼容  20-25
    2.2.1 可控硅调光器工作原理  20-21
    2.2.2 兼容问题  21
    2.2.3 兼容方案  21-25
  2.3 功率因数校正  25-29
    2.3.1 定义  25
    2.3.2 使用背景  25-26
    2.3.3 工程方法  26-29
  2.4 电磁兼容  29-34
    2.4.1 定义  29
    2.4.2 使用背景  29-30
    2.4.3 工程方法  30-34
3 驱动电源设计  34-56
  3.1 驱动电源的结构  34-37
    3.1.1 直流变换拓扑  34-35
    3.1.2 驱动方式  35
    3.1.3 功率因数校正  35-36
    3.1.4 结构的确定  36-37
  3.2 单级PFC反激变换器设计  37-49
    3.2.1 设计参数  37
    3.2.2 芯片介绍  37
    3.2.3 整体结构  37-38
    3.2.4 PFC设计  38-40
    3.2.5 反激变压器设计  40-44
    3.2.6 线性补偿设计  44-45
    3.2.7 功率器件选择  45-46
    3.2.8 箝位电路设计  46-48
    3.2.9 输出滤波电路设计  48-49
    3.2.10 空载保护设计  49
  3.3 EMI滤波电路设计  49-51
  3.4 调光兼容电路设计  51-56
    3.4.1 阻尼电路  52
    3.4.2 泄放电路  52-54
    3.4.3 深度调光电路  54-56
4 驱动电源仿真及其分析  56-62
  4.1 单级PFC反激变换器仿真  56-60
    4.1.1 电路结构  56-57
    4.1.2 功率因数校正  57
    4.1.3 功率器件工作情况  57-58
    4.1.4 EMI滤波  58-60
  4.2 调光器特性仿真  60-62
    4.2.1 电路结构  60
    4.2.2 工作波形及其分析  60-62
5 驱动电源调试及其分析  62-72
  5.1 未接入调光器  62-67
    5.1.1 工作参数  62
    5.1.2 输出电流  62-64
    5.1.3 功率因数校正  64-65
    5.1.4 功率器件工作情况  65-66
    5.1.5 负载开路保护  66
    5.1.6 电磁兼容测试  66-67
  5.2 接入调光器  67-72
    5.2.1 工作波形及其分析  67-69
    5.2.2 工作参数和调光曲线  69-72
6 总结  72-74
致谢  74-76
参考文献  76-79

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电气照明 > 灯泡、灯管 > 半导体发光灯
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