大功率白光LED照明系统的设计

摘要

大功率白光LED是节能、环保、高效、长寿命的国际公认下一代照明光源。随着LED技术的成熟，它将广泛的应用到各个领域。与传统光源不同，白光LED是电流控制型器件，当电压稍微波动时，电流就会出现明显的波动。因此，研发专门的驱动电路就显得十分的必要。 本文首先阐述了白光LED的发光原理、产生方式以及其电学特性。然后给出了目前国内主要的4类白光LED的驱动电路，并且分析了各种驱动方式的优缺点和各自的应用场合。接着对当前流行的几种调制模式进行了详细的说明。本次课题设计的目标是设计一个用来家庭照明用的系统。采用3颗350mA、1w的大功率白光LED作为光源，采用遥控的方式来调节光的强弱。同时，即可以采用蓄电池供电，也可以采用来自电网上的交流电供电。 通过比较各种白光LED驱动电路的控制方式，结合我们要控制的目标和系统的工作环境。我们选用采用BUCK电路主拓扑的电感开关式结构，通过Motorola单片机来接收来自遥控芯片的信号，然后采用软件的方式米控制主电路的开关。来实现对系统的管理。 由于系统供电部分需要的是低电压的直流电，因此我们需要一套电源供电电路。把来自市电的电能转变为我们需要的电能，这里我们采用的是双管正激变换器结构，通过变压器实现隔离，从而进一步保证了系统工作时人身安全问题。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1白光LED带动新的产业革命

1.1.1半导体材料的发展

1.1.2 LED用作照明光源的可行性

1.1.3 LED照明与节能和环保

1.2白光LED概述

1.2.1白光LED原理

1.2.2白光LED特性

1.3本论文所完成的工作

本章小结：

第2章白光LED的控制策略

2.1为什么要研发白光LED驱动电路

2.1.1低亮度LED应用

2.1.2高亮度LED应用

2.2白光LED驱动方式

2.2.1电阻限流电路

2.2.2线性控制电路

2.2.3电容式开关结构电路

2.2.4电感式开关结构电路

2.3并联驱动和串联驱动白光LED比较

2.4调制模式原理

2.4.1 PFM调制模式原理

2.4.2限流PFM调制模式原理

2.4.3电压型PWM调制模式原理

2.4.4电流型PWM调制模式原理

本章小结：

第3章大功率白光LED照明系统的设计

3.1主电路的设计

3.1.1储能电感的设计

3.1.2 mosfet管、肖特基二极管、采样电阻的选取

3.2控制电路的设计

3.2.1数字式PID调节器

3.2.2 MC68HC08JK3型微控制器特性

3.2.3本次课题设计的软件部分流程图

3.3 MOSFET管的浮地驱动

3.3.1采用NE555的独立电源系统

3.3.2光耦隔离系统

3.4微波信号接收电路及电流采样反馈电路

3.4.1微波信号接收电路

3.4.2电流采样反馈电路

3.5实验电路波形图及其分析

本章小结：

第4章电源系统设计

4.1 DC-DC变换器的基本结构和分类

4.2隔离型正激变换器及主电路结构

4.2.1正激变换器磁复位方法

4.2.2主电路设计

4.2.3主功率变压器的设计

4.3控制电路设计

4.3.1 TL494及其组成的PWM发生电路

4.3.2采样电路

4.3.3主控制电路

4.3.4 MOSFET驱动电路

4.3.5辅助电源电路

4.4开关电源的保护电路

4.4.1软启动电路

4.4.2正常运行时的保护电路

4.5 EMC电路设计

4.5.1开关电源电磁干扰的产生机理

4.5.2 EMI滤波器、磁环工作原理

4.6实验波形图及其分析

本章小结：

第5章总结和展望

硕士期间发表的论文和专利：

参考文献

附录

致谢

论文原创性声明内容