恒流驱动LED电源.docx

本科毕业论文（设计）开题报告题 目恒流驱动LED电源的设计与实现学生姓名：学生学号：指导教师：导师职称：所在分院：专 业：班 级：提交日期：一、课题的意义LED由于节能坏保、寿命长、光电效率高、启动时间短等众多优点,成为了照明领域关注的焦点,近年来发展迅速。根据前面所述，由于LED独特的电气特性使得LED驱动电路也面临更大的挑战， LED驱动电路关系到整个照明系统性能的可靠性。因此为防止LED的损坏，这些都要求所设计系统能够精准控制LED输出电流。目前采用的稳压驱动电路，存在稳流能力较差的缺点，从而导致LED寿命大为缩短。 当前，直流输入LED驱动电源己经发展了较长的一段时间，电路已比较成熟。而用于市电输入照明的LED驱动电路，很多采用交流输入电容降压及工频变压器降压，电源体积过大，输出的电流稳定性差，性价比普遍很低。目前针对市电输入的降压驱动电路是当前LED驱动市场的难点与热点。LED照明是一种绿色节能照明，其驱动电源的输出功率较小，在此情况下实现电源的高效率是另一大难点。同时，由于LED的使用寿命理论上长达10万小时，这要求驱动电源很高的可靠性。综上所述，根据市场需求，为LED提供性能优良的驱动电路，具有很大的经济价值和实用意义。二、国内外研究现状从 LED 驱动器供电可以将其分成 DC/DC 和 AC/DC 两类。DC/DC 驱动器一般由电池，电瓶或稳压电源供电，主要用于便携式电子产品、矿灯、汽车等用电设备。AC/DC 驱动器直接由市电供电，现阶段主要用于装饰，景观照明的 LED灯。当前，DC/DC 驱动器主要有两种设计方案：电容式电荷泵电路和电感式DC/DC 电路（Buck 型降压和 Boost 升压）两类。AC/DC 驱动器有工频变压降压，电容降压、buck 降压电路以及单片开关电路几个设计方案。 三、毕业论文（设计）的主要内容在能源危机和气候变暖问题越来越严重的今天，节能与环保已成为社会焦点议题。LED具有高效、节能、环保、寿命长等特点，若能以LED照明取代目前低效率、高耗能的传统照明，无疑对缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题起到举足轻重的作用。由于LED自身的伏安特性及温度特性，使得LED对电流的敏感度要高于对电压的敏感度，这就要求用专门的电源来驱动LED。本文针对LED特有的电学特性，研究设计了一种精确高效的恒定直流驱动方案。基本内容：设计并制作具有直流恒流输出特性的LED驱动电源，为串联的10个单管额定功率1W，照明用白光LED供电，结构如图1所示。图1 LED恒流驱动电源框图设计要求：1、LED负载条件下，输出电流IO可在150mA～350mA范围，纹波电压峰峰值小于2V；2、当负载为10个LED时，U2在32V 40V范围内变化时，IO变化不超过±1%；3、当U2=36V、负载为10个LED、IO=350mA时，要求电源效率 ≥85%。LED驱动控制器的设计要点：1、恒定直流控制LED是电流驱动元器件，它的亮度取决于它的前向电流。因此用恒定电流电源驱动LED是一个最好的方法。恒流源可以避免因输入电压的波动使输出电流波动，这也使得LED的亮度始终保持不变。2、高转换效率LED是节能产品，驱动电源的效率要高。转换效率在电源设备中也是很重要的性能参数，因此要求驱动器有高的转换效率。3、LED混连驱动对于恒流驱方式， LED采取串联驱动的连接方式是最好的选择。但是在实际应用中遇到大功率应用的场合，如果再采取串联驱动的方式，会导致驱动器输出电压过高。所以一般采取串联之后再并联的混连连接驱动方式，由于并联的每串LED会存在参数存在差异的情况，为避免出现电流不均一的情况，所以应当在每一路的LED中串联一个限流电阻。4、浪涌电流的抑制LED抗浪涌电流的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。由于电路中会存在感性元器件，在电路上电的瞬间会产生很大的浪涌电流，从而影响整个控制器的正常工作。为避免情况的出现，在电路设计时一定要采取措施防止涌浪电流的出现。四、所采用的方法、手段以及步骤等1、查阅相关资料了解开关电源Buck变换器的电路整体结构模型。在连续导电模式下运用状态空间法对电路进行分析，得到其稳态及小信号模型。2、分析基于Buck变换器的峰值电流控制模式的工作原理，分析设计了次谐波震荡的消除方法，建立了电路整体结构模型及小信号模型，并对电路进行了频域及时域仿真。3、在峰值电流控制模式的Buck变换器基础上引入了PID控制方式。分析基于PID控制的峰值电流驱动电路的工作原理。建立了电路整体结构模型及小信号模型，并对电路进行了频域及时域仿真。并对仿真结果与上一章的仿真结果进行了对比分析。五、阶段进度计划1、2015年11月17日—2015年12月22日，查阅资料,并完成开题报告；2、2016年1月1日—2016年1