大功率LED恒流/恒压电源的研究与设计

摘要

随着自然资源日渐紧缺和环境破坏日渐严重，节能、环保成为人们倡导的热点话题。LED行业随着科学技术的发展和节能环保的问题应运而生，人类照明历史也进入第四代-----LED照明时代，并具有着广阔的发展空间和应用前景。大功率LED照明具有节能、高效、环保等诸多优点，目前发展大功率LED势在必行，而大功率LED电源是LED行业发展的瓶颈，因此解决大功率LED电源的问题迫在眉睫，本文设计了一款大功率的恒流/恒压的LED电源。
　　根据设计目标，本文首先设计了系统的整体结构，并详尽的阐述了系统的工作原理。主电路是LED电源的核心，在综合比较几种常见主电路的优缺点后，选择了半桥式变换器作为本设计的主电路，并详细分析了它的工作原理。在比较了电路平均法和状态空间平均法后，利用电路平均法对非理想状态下的半桥式变换器进行了建模分析，在MATLAB中仿真研究了半桥式的动态特性和稳定性，以及变压器漏感和导通损耗对半桥式变换器性能的影响。
　　本文还详细介绍了SG3525芯片及其外围电路设计、变压器设计、反馈回路、基于L6562芯片的PFC电路设计，与此同时，还简要描述了MOSFET管的选择和其驱动电路，为了更好的性能以及减少对电网的谐波污染，说明了该电路所采取的抗干扰措施。
　　为了验证所设计的系统是否可行，分别针对输入电压变化、负载的变化以及电网有掉电的情况，在MATLAB中对系统进行了仿真，从仿真结果验证了设计系统的可行性。在完成电路原理分析与电路设计的基础之上，在Altium Designer画出设计制作了LED驱动电源的电路图，并按照制作PCB板的注意事项和原则制作了PCB板，并对其进行了电路调试。

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目录

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 LED电源研究现状

1.3本文主要工作

2 电源总体设计

2.1系统的总体设计目标

2.2系统总体设计方案和工作原理

2.3主电路的选择

2.4本章小结

3 DC-D C变换器的建模分析

3.1主电路的分析方法

3.2利用电路平均法分析主电路

3.3仿真结果

3.4本章小结

4 其他电路部分设计

4.1 PWM电路设计

4.2变压器的设计

4.3功率因数校正电路

4.4其他电路的设计

4.5本章小结

5 系统仿真和电路调试

5.1系统仿真

5.2 PCB制板

5.3电路调试

5.4本章小结

6 全文总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

附录1 LED电路原理图

附录2 读研期间获得的科研成果