多路输出200W LED驱动电源设计

论文摘要

随着全球能源的日趋紧张,“绿色照明”的观念逐步深入人心。LED以其高效节能、长寿命、环保无污染、安全可靠的优势逐步进入通用照明领域。LED技术日新月异,对LED驱动的研究也成为热点。本文针对LED应用于路灯照明的实际需求,设计了一台200W 6路输出的LED路灯驱动电源。在分析和比较了几种现有方案的基础上,选择了3级式驱动电路结构。首先,详细分析了工作于临界断续模式的Boost PFC电路,进行了主电路参数的推导与设计以及基于L6562的控制电路的设计。其次介绍了LLC谐振半桥变流器的工作原理,并采用基波分析法对其特性进行了详细的分析,并讨论了各个参数对变流器特性的影响,完成了谐振网络参数的设计以及控制电路参数的设计,并以仿真结果辅以设计。最后,在比较了两种LED恒流控制方法的基础上,给出了基于Buck拓扑的恒流驱动电路的设计。结合以上提到的方案,研制了一台90Vac～264Vac输入、6路350mA恒流/67V-92V输出的LED驱动电源样机,并给出了实验结果,验证了设计方案的合理性和可行性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1.绪论
• 1.1 人类照明的发展及特点
• 1.2 大功率LED介绍
• 1.2.1 大功率LED的发光原理
• 1.2.2 LED光源的特性
• 1.3 LED的驱动现状研究
• 1.4 方案的比较与确定
• 1.5 本课题的主要研究任务
• 2 PFC电路的设计
• 2.1 主电路方案的确定
• 2.2 主电路的设计
• 2.2.1 Boost电感的设计
• 2.2.2 Boost开关管的选择
• 2.2.3 二极管的选择
• 2.2.4 输出滤波电容的选择
• 2.2.5 控制电路的设计
• 3 LLC谐振半桥变流器的设计
• 3.1 主电路结构
• 3.2 LLC谐振变流器的工作原理
• ms时的工作原理'>3.2.1 f_ms时的工作原理
• s时的工作原理'>3.2.2 f=f_s时的工作原理
• f_s时的工作原理'>3.2.3 f>f_s时的工作原理
• 3.3 LLC谐振变流器谐振参数的设计
• 3.3.1 LLC谐振变流器的电压增益
• 3.3.2 谐振网络的输入阻抗
• 3.3.3 开关管的ZVS条件
• 3.3.4 谐振网络参数设计流程
• 3.4 LLC谐振变流器主电路的设计
• 3.4.1 各元件的应力分析与选型
• 3.4.2 变压器和谐振电感的设计
• 3.5 控制电路的设计
• 4 Buck恒流电路的设计
• 4.1 恒流控制原理
• 4.1.1 恒流控制方法的比较
• 4.1.2 本系统恒流方案的选取
• 4.2 主电路设计
• 4.2.1 主电路参数的选取
• 4.2.2 控制电路设计
• 5 实验结果与分析
• 5.1 PFC电路测试结果与分析
• 5.2 LLC谐振交流器测试结果与分析
• 5.2.1 MOSFET开关管与谐振电流波形分析
• 5.2.2 副边二极管的波形分析
• 5.2.3 输出电压纹波
• 5.3 Buck恒流驱动测试结果与分析
• 5.4 整机效率测试结果与分析
• 6 结论与展望
• 参考文献
• 附录:PFC与LLC谐振半桥变流器主电路图
• 作者简历