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LED作为一种新型照明光源,具有发光效率高、使用寿命长、显色性好、绿色环保和安全可靠等优点。而LED照明是一种低压安全的照明方式,需要设计合理的LED驱动电源。开关电源的转换效率高,体积小是LED驱动电源的首选。同时,LED具有恒压负载特性,其驱动电源一般采用恒流源。因此,本文在对LED驱动技术探讨的基础上,对LED驱动电源进行深入研究。
论文对LED驱动电源的研究现状和发展做了分析总结,简要介绍LED照明的工作原理及主要参数,分析开关电源的基本原理,对LED驱动电源常见的非隔离拓扑结构、调制模式、控制模式进行了深入研究。然后对设计指标进行分析,并优化了电路结构,可获得较高的效率,有效减少了元器件数量,降低制作成本,同时可以达到较高的功率因数和转换效率。论文设计了工作在临界连续模式的非隔离的Buck电路的LED恒流驱动开关电源方案。驱动电源主要包括交流输入电路、整流电路、Buck变换电路、输出滤波电路、高温反馈控制电路和三档调色电路。根据电源设计的指标,对主电路参数推导并计算出电路的各项参数、选择电路的元器件,从而完成了基于驱动芯片OZ2083A的控制电路的设计。随后,探讨了驱动电源设计中关键的电磁兼容性问题,分析了传导干扰中的共模干扰和差模干扰,设计了电磁干扰滤波器。此外,本文针对高温问题,利用NTC的负反馈性能设计高温反馈控制电路,降低高温对驱动电源的影响。最后,通过AltiumDesigner2017完成电路原理图和PCB版图的设计。
最后,成功研制了LED恒流驱动电源,结合设计方案搭建了实验测试平台,进行较为全面的测试。测试结果表明,该驱动电源在120V/60Hz输入下正常工作,大档时,输出电流是196.5mA,色温是6500K;中档时,输出电流是99.2mA,色温是6500K;小档时,输出电流是50.3mA,色温是2700K;电源转换效率最高可达到91.704%,PF值最高可达0.9252,均高于行业内平均水平;测得驱动电源总谐波THD小于25%,启动时间最长为181.808ms,三档的频闪指数均小于25%,无电流过冲现象,EMI测试符合国际标准,验证了设计方案可行性和可靠性,满足高效LED照明使用的需求。
论文对LED驱动电源的研究现状和发展做了分析总结,简要介绍LED照明的工作原理及主要参数,分析开关电源的基本原理,对LED驱动电源常见的非隔离拓扑结构、调制模式、控制模式进行了深入研究。然后对设计指标进行分析,并优化了电路结构,可获得较高的效率,有效减少了元器件数量,降低制作成本,同时可以达到较高的功率因数和转换效率。论文设计了工作在临界连续模式的非隔离的Buck电路的LED恒流驱动开关电源方案。驱动电源主要包括交流输入电路、整流电路、Buck变换电路、输出滤波电路、高温反馈控制电路和三档调色电路。根据电源设计的指标,对主电路参数推导并计算出电路的各项参数、选择电路的元器件,从而完成了基于驱动芯片OZ2083A的控制电路的设计。随后,探讨了驱动电源设计中关键的电磁兼容性问题,分析了传导干扰中的共模干扰和差模干扰,设计了电磁干扰滤波器。此外,本文针对高温问题,利用NTC的负反馈性能设计高温反馈控制电路,降低高温对驱动电源的影响。最后,通过AltiumDesigner2017完成电路原理图和PCB版图的设计。
最后,成功研制了LED恒流驱动电源,结合设计方案搭建了实验测试平台,进行较为全面的测试。测试结果表明,该驱动电源在120V/60Hz输入下正常工作,大档时,输出电流是196.5mA,色温是6500K;中档时,输出电流是99.2mA,色温是6500K;小档时,输出电流是50.3mA,色温是2700K;电源转换效率最高可达到91.704%,PF值最高可达0.9252,均高于行业内平均水平;测得驱动电源总谐波THD小于25%,启动时间最长为181.808ms,三档的频闪指数均小于25%,无电流过冲现象,EMI测试符合国际标准,验证了设计方案可行性和可靠性,满足高效LED照明使用的需求。