模塊化多路恒流輸出LED驅(qū)動電源研究.pdf

1、隨著新型材料的應用與封裝工藝的不斷提高，LED在光效、壽命、環(huán)保等方面與白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明光源相比優(yōu)勢非常明顯，已經(jīng)在LCD背光源、隧道照明、路燈照明等大功率照明領(lǐng)域得到廣泛應用，在不遠的將來可能大規(guī)模進入通用照明領(lǐng)域，代表了未來照明工業(yè)的發(fā)展方向。
　　在大功率LED照明應用中，絕大多數(shù)是由電網(wǎng)交流電壓供電，而LED又需要恒定直流驅(qū)動，必須采用功率變換裝置——LED驅(qū)動電源進行匹配。為減少電力諧波污染，LED驅(qū)動電源需具備

2、功率因數(shù)校正功能；為滿足安全及安規(guī)方面的要求，LED驅(qū)動電源需實現(xiàn)輸入輸出電氣隔離；在大功率高亮度照明領(lǐng)域，為滿足光輸出總量的要求，LED驅(qū)動電源需對多串LED進行恒流驅(qū)動，因此需實現(xiàn)多路恒流輸出功能。由于功率因數(shù)校正技術(shù)已比較成熟，本論文研究的多路恒流輸出LED驅(qū)動電源，主要實現(xiàn)輸入輸出電氣隔離以及多路恒流輸出功能。由于模塊化設(shè)計可以縮短研發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高維護性、推動標準化，因此對推廣應用具有重大意義。為此，本論文在總結(jié)、歸

3、納現(xiàn)有三級、兩級LED驅(qū)動電源及各種無源均流多路輸出技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出研究由高頻DC/AC逆變模塊和無源高頻AC/DC整流模塊組成的模塊化多路恒流輸出LED驅(qū)動電源，其具備高效率、高可靠、低成本的特點。論文的主要研究內(nèi)容及取得的研究成果如下：
　　首先，基于對高頻DC/AC逆變模塊性能要求的分析，選用恒頻移相控制的全橋LC-LC串并聯(lián)諧振逆變器作為其主電路，并對逆變器的工作原理進行了研究。根據(jù)輸入輸出參數(shù)，對主電路參數(shù)的選取原則進

4、行了深入探討，并對其設(shè)計過程進行了詳細闡述。在此基礎(chǔ)上，采用相量建模法建立的其大信號及小信號模型，進行了環(huán)路補償設(shè)計。最后，搭建了一臺輸出功率為200W的實驗樣機，實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性。
　　其次，基于高頻AC/DC整流模塊單位輸入功率因數(shù)及恒流輸出的要求，推導出四種無源高頻AC/DC整流器，并進行了實驗驗證。相關(guān)實驗及理論分析結(jié)果表明，LCL-T型無源高頻AC/DC整流器性能最優(yōu)，因此選用其作為高頻AC/DC整流模塊的

5、主電路。為了分析各無源元件參數(shù)容差對輸出性能的影響，對輸出電流與各無源元件參數(shù)的靈敏度進行了定量計算，這對無源元件的選取具有指導意義。論文還對LCL-T型無源高頻AC/DC整流器的輸入電壓及負載（LED的顆數(shù)）對輸出電流的影響進行了定量分析，為輸入電壓及串聯(lián)LED顆數(shù)的選取提供了指導。
　　最后，論文對所提出的模塊化多路恒流輸出LED驅(qū)動電源進行了聯(lián)機實驗，實驗結(jié)果表明其具有很好的多路恒流輸出能力，并具備良好的動態(tài)性能。為克服工作