照明用大功率发光二极管的保护及恒流驱动的研究

摘要

LED节能环保等优点使其应用越来越广泛，但其在隧道灯、路灯等照明领域的推广应用过程中，仍然存在问题需要解决。其中LED的断路保护和异常发热时的温度保护问题限制了LED串联的数目，从而会增加LED恒流驱动的数目。针对这个问题，文中研究了一种能够实现LED的过压断路及温度保护的芯片，用来提高LED串联的数目。另外，针对LED恒流驱动问题，文中用LC串联谐振电路实现LED开环恒流驱动，并用该驱动电源验证了保护芯片的功能。本文的主要内容为：
　　 首先建立了一种LED光电模型，通过仿真，研究驱动电流对LED发光效率的影响，用于指导LED保护与驱动电源的设计。根据LED伏安特性曲线和LED正向电流与相对发光效率的关系曲线，采用曲线拟合的方法，得到各自关系曲线的表达式，利用表达式设计LED光电模型。利用该光电模型，通过仿真，分析了5种驱动电流对LED发光效率的影响，最后进行实验研究，并证明了仿真模型的正确性。
　　 之后研究一种能够实现LED的过压断路及温度保护的芯片，其可以提高LED串联的数目，从而减少恒流驱动电源的数目。文中阐述了保护芯片工作原理，根据工作原理设计能够集成的保护电路，并对保护电路进行分析，得出了电路的设计方法及依据。文中对保护电路进行仿真分析，结果说明设计的保护电路能够实现过压、断路及温度保护功能。根据设计的电路结构，利用分立器件搭建模拟电路进行实验验证，实验结果与仿真分析相一致，证明保护电路的正确性。
　　 最后利用LC串联谐振电路设计LED开环恒流驱动器，其可以用于分布式直流母线结构中，可以提高电源的可靠性，与LED的长寿命相匹配。文中对开环恒流原理进行了详细分析，得出开环恒流条件。同时给出了开环恒流驱动器中开关频率、谐振电感电容以及变压器变比的设计依据。根据此依据进行电路设计与仿真分析，并对谐振电感和变压器进行了理论计算，设计实验进行实验验证，实验结果与仿真相一致，证明了分析设计的正确性。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 LED建模及分析

3 LED保护芯片的研究

4 LED开环恒流驱动电源的分析与设计

5 结论与展望

致 谢

参考文献

附 录