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LED开关电源的设计、仿真与性能测试研究

内容摘要

随着国家倡导环保节能理念大范围传播，LED产品的应用从政府应用扩大到民用。市场所支持的投资重点主要是大功率LED产品，LED产品可大幅度的降低耗能，迎合了国家节能减排，节约资源的要求。

本文的重点是LED开关电源设计，主要工作如下:首先，文章全面介绍了LED的开发状况和国内外的应用情况，深入分析了LED电源在内部和外部的研究状况，并确定了本篇论文的主要方向。其次，它系统地引入了基本知识，如开关电源基本知识、拓扑知识、配置模式和LED电源控制类型。具体步骤是对开关电源进行设计，变压器、驱动电路以及控制电路进行设计，以及仿真测试。这样是为了提高系统的能量因素和整体效率。本实验采用了关键连接模式，并且采用了半柔性桥转换服务。在电源反馈回路中添加了ATtiny261微处理器，并很好地控制电源。

关键词：开关；LED；电源

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

目录 2

1绪论 4

1.1课题的背景及意义 4

1.2国内外研发状况与发展方向 4

1.2.1国内外LED开关电源的研发现状 4

1.2.2LED开关电源的发展方向 5

1.3论文主要工作 5

2开关电源原理及设计方法 5

2.1开关电源电路结构及原理 5

2.1.1开关电源的基本结构 5

2.1.2开关电源的基本工作原理 6

2.2非隔离型DC/DC变换电路 6

2.2.1隔离型开关电源变换器 7

2.3论文设计电源的技术指标 9

3LED开关电源的设计 9

3.1主电路的拓扑选择及参数计算 9

3.1.1单端正激转换器工作过程分析 10

3.1.2开关电源工作方式 10

3.1.3连续模式与不连续模式 10

3.1.4连续模式与不连续模式的功耗 11

3.1.5电压控制型开关电源基本原理 12

3.1.6LED电源设计注意事项 13

3.2变压器的设计 13

3.3驱动电路的设计 15

3.3.1LED的驱动方式 15

3.3.2LM3402HV的工作原理 16

3.3.3恒流驱动电路的设计 16

3.4控制电路的设计 17

3.4.1ATtiny261的工作原理 17

3.4.2单片机控制电路的设计 18

3.5仿真测试 19

3.5.1Saber软件发展过程 19

3.5.2Saber软件特点及工作平台 19

3.5.3电源仿真分析 19

3.5.4EMI滤波仿真分析 20

3.5.5整流输出仿真分析 20

3.5.6开关管工作耐压状态仿真分析 21

3.5.7输出电压波形及相关准确度与纹波系数计算 21

3.5.8开关电源软件仿真 22

3.5.9输出电流波形及功率因数与转换效率计算 22

4结论 24

参考文献 25

1绪论

1.1课题的背景及意义

我国人口众多，能源消耗巨大。目前，能源短缺，发展环境保护和节能照明不仅能提高我国照明产业的国际竞争力，还能节约资源，减少环境污染，充分利用中国劳动资源的优势[1]。

LED的市场前景十分可观，在投资方面政府和国家都给予了支持。高效LED研究与开发能源供应转型正在开发的过程中，我国在电视、灯光等方面的竞争力将得到极大的提高。目前来说，LED的发展不能脱离目前的高效LED技术支持的更换能源供应。通常来说，白色LED灯需要220伏管道发动机。目前，开关电源除了现有的电阻或私人LED芯片之外，还在当地市场上广泛使用固定电压更换能源供应。本文研究如何利用传统的静态电压来实现当前的持续控制功能。

1.2国内外研发状况与发展方向

1.2.1国内外LED开关电源的研发现状

1970年，LED在商业方面有了涉及，但只用于普通小型显示屏的显示，功率低等方面。LED灯和高效性的灯价格随着开发应用逐渐广泛。对比在节能、环保、使用寿命等方面与传统灯泡和荧光灯，LED灯具有很多其他不具备的优点。

作为一种发光器件，LED因其优于其他发光器件而备受关注。总而言之，LED有以下优势：

(1)工作寿命长：LED作为一种导体固体发光器件，较之其他发光器具有更长的工作寿命。其亮度半衰期通常可达到十万小时。如用LED替代传统的汽车用灯，那么它的寿命将远大于汽车车体的寿命，具有终身不用修理与更换的特点。

(2)耗电低：LED是一种低