多路输出LED均流技术研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangjunfeng_1988
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相比于传统光源,LED具有光效高、寿命长、体积小、污染少等优点,在现实生活中得到越来越广泛的应用。为达到所需的功率等级和亮度,LED通常采用串并联的多路输出结构,由于LED个体间伏安特性的离散性,在相同电压下出现电流不均衡的现象,支路亮度不均。在此背景下,本文从无源、有源两个角度对多路输出LED的均流技术进行研究。  鉴于无源均流技术结构简单且性价比高的特点,本文提出一种基于CLC恒流网络的无源均流方案。通过数学推导证明CLC网络具有输入侧功率因数为1、输出电流幅值恒定的特点,结合电容均流向多路扩展,整合半桥逆变网络和半波整流网络构建该均流方案的完整拓扑。对该拓扑进行稳态分析,并推导电容、电感等关键参数的数学表达式。仿真和实验均证明该方案有良好的均流效果且方便调光。  基于有源均流策略均流精度高的特点,本文又提出了一种直流母线电压的脉冲均流控制技术。其包括电流闭环、电压闭环和脉冲恒流三个阶段:电流环使电流最小支路达到期望值,充分发挥LED的光照资源并得到优化电压;电压环使母线电压稳定在优化值;通过PWM脉冲信号驱动串联的MOSFET,使支路平均电流等于期望值,实现均流的目的。分别建立了电流闭环和电压闭环系统的S域模型并进行频域分析,通过PID控制器对它们进行校正,使系统获得良好的动态性能及静态性能。对三个阶段分别建立仿真模型进行仿真分析,最后设计样机进行实验,仿真和实验证实了该方案的有效性。
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