基于半桥谐振的大功率LED驱动电源设计

摘要

随着全球能源危机的日益严重，节能环保的观念已经深入人心。照明是能源消耗的重要方面之一，照明能耗约占世界总能耗的20％，“绿色照明”方面的研究越来越受到人们的重视。LED以其高能效，长寿命等众多优点成为通用照明领域关注的焦点，LED需要有专门的驱动电源进行驱动，对LED驱动电源的研究具有重要的意义。
　　为了进一步提高整个照明系统的效率，本文研究了基于半桥谐振的大功率LED驱动电源。该驱动电源采用PFC+DC/DC两级结构，为了实现简单高效的PFC，在传统不连续电流模式Boost功率凶数校正技术的基础之上，提出了一种新型固定频率可变占空比的不连续模式Boost功率因数校正技术，并予以了验证。DC/DC级采用半桥谐振变换器拓扑，本文详细介绍了半桥谐振变换器的工作原理，并运用基波分析法对变换器进行建模，分析其稳态特性，找到了实现软开关的充要条件，总结出了变换器主要参数的设计流程并结合本课题的设计指标进行了参数的设计。同时，在基波分析法的基础之上，进一步研究了二极管结电容等寄生参数对变换器工作的影响，揭示了由其导致的变换器异常工作机理。最后完成了驱动电源的系统优化设计。
　　根据以上的设计方案，制作了一台150W样机，并进行了测试分析。测试结果表明，驱动电源在市电输入的条件下，能够实现稳定的恒流LED驱动，电流纹波小于3％，整机效率大于92%，全负载条件下功率凶数在0.94以上，达到了设计要求。