恒流LED驅(qū)動電源設(shè)計(jì).doc

《恒流LED驅(qū)動電源設(shè)計(jì).doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、恒流式LED電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用LED由于環(huán)保、壽命長、光電效率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，近年來在各行業(yè)的應(yīng)用得以快速發(fā)展，LED的驅(qū)動電源成了關(guān)注熱點(diǎn)。理論上，LED的使用壽命在10萬h以上，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)及驅(qū)動方式選擇不當(dāng)，使LED極易損壞。針對LED照明的恒流式電源，首先闡述了LED電源的基本工作原理，然后根據(jù)整體電路的基本架構(gòu)，給出了整個(gè)的設(shè)計(jì)思路，主要介紹了電磁干擾(EMI)濾波器、有源功率因素校正(APFC)電路以及散熱設(shè)計(jì)。最后，介紹了LED電源在生活中的應(yīng)用以及今后設(shè)計(jì)需要解...引

2、言中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　當(dāng)前我國正在創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，人們對于城市環(huán)境的呼聲日益高漲。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球照明耗能約占總用電量的20%，綠色照明是節(jié)省能源的重要途徑，也是人類社會可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。近年來，隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED產(chǎn)品已正式應(yīng)用在多項(xiàng)大型亮化工程中，例如北京奧運(yùn)村、北京長安西街、西寧湟水河廊橋、上海大廈、上海高寶金融大廈、青島鑫江華潤酒店、陜西萬邦時(shí)代廣場、中國科技會堂、南京水游城、貴州銅仁瓦窯河大橋及武漢陽邏長江大橋等一大批重要工程。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　LED是電

3、流控制元件，通過流過的電流，直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽室卜Q光電轉(zhuǎn)換器。因其不存在摩擦損耗和機(jī)械損耗，所以在節(jié)能方面比一般的光源效率高，但是LED光源并不能像一般的普通光源一樣可以直接使用電網(wǎng)電壓，它必須配置一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換裝置，提供滿足其額定的電壓、電流，才能正常使用，即LED驅(qū)動電源。但是各種不同的LED電源其性能和轉(zhuǎn)換效率各不相同，所以選擇合適、高效的LED驅(qū)動電源，才能真正體現(xiàn)LED光源的高效特性。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　1LED電源基本工作原理中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　采用隔離變壓器、PFC(功率因素校

4、正，PowerFactorCorrection)控制實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源，輸出恒定的電流和電壓，驅(qū)動LED燈。電路的總體框圖見圖1。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　對于主電路部分，LED抗浪涌的能力比較差，特別是抗反向電壓能力，加強(qiáng)這方面的保護(hù)很重要，LED電源若用于路燈裝在戶外更要加強(qiáng)浪涌防護(hù)。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟動和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源應(yīng)具有抑制浪涌侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。EMI濾波電路主要防止電網(wǎng)上的諧波干擾串入模塊，影響控制

5、電路的正常工作。三相交流電經(jīng)過全橋整流后變成脈動的直流在濾波電容和電感的作用下，輸出直流電壓。主開關(guān)DC/AC電路將直流電轉(zhuǎn)換為高頻脈沖電壓在變壓器的次級輸出。變壓器輸出的高頻脈沖經(jīng)過高頻整流、LC(無源)濾波和EMI濾波，輸出LED路燈需要的直流電。PWM(脈寬調(diào)制)控制電路采用電壓電流雙環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)整和輸出電流的限制。反饋網(wǎng)絡(luò)采用恒流恒壓器件和比較器。反饋信號通過光耦送給PFC器件(本文選用ST公司的L6562A)。由于使用了PFC器件，可以使模塊的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上[2]中國照明網(wǎng)技

6、術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　控制電路根據(jù)在輸出端進(jìn)行的取樣，通過與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)對逆變部分的控制，進(jìn)而改變開關(guān)管的輸出占空比，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。另外，根據(jù)取樣和檢測電路，通過控制電路可實(shí)現(xiàn)對整機(jī)的各種保護(hù)。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　2LED電源設(shè)計(jì)思路中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　2.1恒流驅(qū)動方式的優(yōu)勢中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　LED路燈是低電壓、大電流的驅(qū)動器件，其發(fā)光的強(qiáng)度由流過LED的電流決定。電流過強(qiáng)會引起LED的衰減，電流過弱會影響LED的發(fā)光強(qiáng)度。從理論上來說，理想的LED驅(qū)動方式是采用恒壓、恒

7、流，但考慮驅(qū)動器的成本增加，因此采用恒流驅(qū)動方式是比較理想的LED驅(qū)動方式。此LED驅(qū)動方式能避免LED正向電壓的改而引起電流變動，同時(shí)恒定的電流使LED的亮度穩(wěn)定，可以保證大功率LED使用的安全性，達(dá)到理想的發(fā)光強(qiáng)度。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　2.2EMI濾波器的設(shè)計(jì)中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　由于開關(guān)電源工作在通斷狀態(tài)，會有很多快速瞬變過程，它本身就是一種EMI源，它產(chǎn)生的EMI信號有很寬的頻率范圍，又有一定的幅度。若把這種電源直接用于數(shù)字設(shè)備，則設(shè)備產(chǎn)生的EMI信號會變得更加強(qiáng)烈和復(fù)雜。以下從開關(guān)電源的

8、工作原理出發(fā)，探討其傳導(dǎo)干擾抑制的EMI濾波器的設(shè)計(jì)。中國照明網(wǎng)技術(shù)論文·標(biāo)準(zhǔn)　　EMI濾波器是一種由電感和電容組成的低通濾波器，它能讓低頻的有用信號順利通過，而對高頻干擾有抑制作用。怎樣才能抑制這些高頻干擾信號呢?無非就是要在信號進(jìn)入設(shè)備之前把它遏制。亦即，在輸入電路部分對高頻干擾形成所謂的阻抗失配。失配越厲害，實(shí)現(xiàn)的衰減越理想，得到的插入損耗特性就越好。即如果噪音源內(nèi)阻是低阻抗的，