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200W正激式有源箝位开关电源LED驱动

作　者: 郭林忠
导　师: 秦会斌
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: LED照明 正激式有源箝位 驱动电源 开关电源 软开关技术
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 261次
引　用: 1次
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内容摘要


LED(Light Emitting Diode)光源拥有节能、环保、寿命长、安全可靠、体积小,颜色多样化,容易调控等优点,正在被越来越多的人所接受和认可,被认为是第四代光源的代表。LED的应用,需要合适的驱动控制电路使其优点发挥的更加充分,论文的主要研究内容就是给LED光源设计合理的驱动电源。首先,论文通过对比的方法简要的说明了LED光源的优点、应用发展概况,展望了它的应用前景。其次,阐述了LED的发光原理,进一步给出了LED光源中电压、电流和输出光功率之间的关系。分析比较了几种常见的LED驱动器-开关电源的拓扑结构优缺点,最终选择了正激式有源箝位开关电源作为主电路的拓扑结构方式。开关电源和线性电源相比具有体积小、重量轻、效率高等优点,逐渐发展为电源的主流形式。论文给出了电路重要部分参数的具体设计过程,对正激式有源箝位驱动器中的关键部分高频变压器进行了重点设计。在实际应用中根据实测数据对变压器的具体参数做了修正,并指出了变压器制造过程中影响性能指标的关键因素和解决办法。本论文是以NCP1280 PWM控制器为核心设计LED驱动器的。设计中对NCP1280控制器的外围电路进行了合理的分析和设计,采用反馈环路,设计了带有电压、电流控制和保护电路的驱动电源。并综合考虑了中小功率开关电源中经常遇到的问题,对电路进行了专门的热设计,EMC设计等,使得样机符合EMC标准GB17743,温升较低。针对开关电源中高频开关损耗严重的问题,采用零电压、零电流关断等软开关技术,对LED驱动电源进行了调试,观测到的波形和数据对于电路的优化、参数修正具有重要的指导意义。论文最后对200W/36V输出的样机电源进行调试,对试验测试结果分析并提出了改进建议。展望其应用前景和实际意义,做长时间观测,测试电路输出稳定。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 前言  9-10
  1.2 课题研究的意义和目的  10-11
  1.3 国内外研究现状和发展趋势  11-14
  1.4 论文的主要内容  14-16
第2章 LED 的发光机理和驱动  16-22
  2.1 LED 的发光机理  16-17
  2.2 半导体发光二级管LED 的特性  17-18
  2.3 LED 连接方式的选择  18-19
  2.4 LED 驱动器的分类  19-22
    2.4.1 直流供电驱动器  19-20
    2.4.2 交流供电驱动器  20
    2.4.3 LED 驱动选择  20-22
第3章 有源箝位正激变换器的工作原理分析  22-37
  3.1 主电路原理分析  22-27
    3.1.1 有源箝位电路分析  22-25
    3.1.2 同步整流电路的分析  25-27
  3.2 主电路元件参数的原理分析  27-30
    3.2.1 箝位电容电压值  27
    3.2.2 箝位电容电压纹波△V  27-28
    3.2.3 高频变压器的直流偏磁问题  28-29
    3.2.4 功率开关管Q1 及Q2 的电压以及电流最大值  29-30
  3.3 软开关  30-34
    3.3.1 在原有技术上的软开关改进  30-31
    3.3.2 在副边整流管上串联饱和电感来改进软开关  31-34
  3.4 同步整流技术  34-37
    3.4.1 同步整流技术原理分析  34
    3.4.2 自激式同步整流电路的不足  34-35
    3.4.3 自激式同步整流电路的优化方法  35-37
第4章 有源箝位正激电路设计  37-67
  4.1 输入电路EMI/EMC 滤波器设计  37-41
  4.2 主电路变压器的设计与制作  41-52
    4.2.1 正激式变压器  41-42
    4.2.2 设计原理  42-44
    4.2.3 Forward 变压器设计  44-52
  4.3 PWM 控制电路设计  52-63
    4.3.1 PWM 控制器NCP1280  52-55
    4.3.2 NCP1280 控制器外围电路设计  55-63
  4.4 反馈电路设计  63-64
  4.5 输出滤波电路设计  64-67
第5章 试验结果分析  67-74
  5.1 电源的EMC 电磁兼容传导干扰测试及分析  67-68
  5.2 PWM 芯片NCP1280 外围电路主要参数的测试和分析  68-70
  5.3 MOS 管驱动信号测试与分析  70-71
  5.4 输出电压和功率的测试和分析  71-74
第6章 总结与展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
附录  79-80
详细摘要  80-88

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 半导体二极管 > 二极管：按结构和性能分 > 发光二极管
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