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在LED景观照明、LED背光液晶显示屏、RGB多彩LED环境装饰等彩色混合应用场合,需要LED驱动电源独立控制每路输出电流,以保证多种颜色LED灯正常运行。直流电流分布式电源系统架构具有灵活性高、可靠性高、易于实现模块化设计等优点。因此,本文基于直流电流分布式电源系统架构,提出一种由前级变换器和后级变换器级联构成的两级多路恒流LED驱动电源,首先根据电路实现功能选取主电路拓扑,其次分析和设计前、后级变换器的主电路和控制器,最后分析和验证整个系统的稳定性,并进行实验研究。本论文的主要研究内容如下:首先,根据前、后级变换器需实现的功能和各种电路拓扑的特点,确定前级变换器选取工作于DCM模式的Flyback变换器,完成PFC以及电气隔离功能;后级变换器选取工作于CCVM模式的电流型Buck变换器,所有电流型Buck变换器的输入端口串联连接,使其输入电流相同,并降低其开关电压应力,各个电流型Buck变换器调节相应的输出电流,实现独立控制功能。然后,对前级Flyback变换器和后级电流型Buck变换器的主电路和控制器进行详细的分析和设计。根据前级Flyback变换器和后级电流型Buck变换器的工作性能,得到其主要参数的计算方法,并结合具体实例,对其主要参数分别进行定量计算;通过分析前级Flyback变换器和后级电流型Buck变换器各个开关模态和主要工作波形,对其分别建立小信号模型,完成了前级Flyback变换器和后级电流型Buck变换器电流环PI调节器的设计;利用MATLAB和PSIM软件对上述分析和设计仿真验证,结果验证了上述分析及设计方法的正确性。最后,完成了前级Flyback变换器和后级电流型Buck变换器构成的两级多路恒流LED驱动电源的稳定性分析和实验验证。利用直流电流级联系统的等效环路增益Zinc-L/Zoutc-S,即后级变换器闭环输入阻抗和前级变换器闭环输出阻抗之比,采用Nyquist判据判定该级联系统稳定;根据上述分析和设计,搭建了一台60W的两级三路恒流LED驱动电源实验原理样机,实验结果验证了上述分析和设计的正确性,其最高效率为88.4%。