LED调光驱动电源的研究与设计

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新一代的绿色节能LED照明,凭借着其节能环保、长寿命、数字调控方便等优势已经成为全球化的趋势。作为LED照明光源不可或缺的关键组件——LED驱动电源,它在灯具中的作用就好比像人的心脏一样无比关键与重要,电源品质制约着LED产品的可靠性与其商业化应用。本文对功率因数校正技术、调光控制方式、反激式变换器、电磁兼容问题等关键模块进行分析研究,设计了一款输出为40V/350mA可调光的隔离式LED驱动电源。其主要工作与结果如下:(1)功率因数校正技术的研究。本文选择两级结构,前级AC/DC采用升压变换器实现功率因数校正,后级DC/DC级采用反激变换器工作于临界模式实现恒流驱动,功率因数达到0.93以上。(2)调光中闪烁问题的解决。针对调光过程中存在的闪烁问题,设计无源泄放电路电路。LED出现闪烁的主要原因有:在TRIAC导通的瞬间会产生一个大的尖峰电流,引起电路振荡,在电路中加入阻尼电路,抑制该尖峰电流;在调光器导通过程中,需要有一个维持电流IH维持其导通,否则电流低于IH时,调光器关断,如此反复,使调光器误触发引起LED闪烁。因此,设计无源泄放电路,避免调光器误触发,实现平稳调光,范围在1%~100%。(3)控制电路的研究。对电路的控制方式以及驱动电源控制策略进行研究分析,选择原边恒流控制的方式,并利用数字控制芯片,实现电路的恒流输出。采用原边恒流控制的方案,去除了副边光耦控制,减少反馈回路,使电路结构更加简化。结果表明电流实现恒流输出,且电流的变化范围小于5%。(4)EMI滤波电路的设计。针对LED驱动电路中的电磁兼容问题,分析了电磁兼容产生的原因,根据电磁干扰的三要素提出电磁干扰的抑制措施。设计EMI滤波电路,有效地抑制传导干扰。本文实现了低成本可调光的LED调光电源。本电源的性能指标如下:该电源的调光范围可达1%~100%,实现无闪烁平稳调光;且在无调光模式下,功率因数可达0.93以上,效率在0.80以上,恒流范围小于5%,具有较好的实用性能与应用前景。
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