LLC120WLED驱动器的设计与实现

摘要

在当今节能环保的社会环境之下,LED因其效率高、寿命长、无污染、节能等诸多优点而在照明市场蓬勃发展。LED的长寿命、节能优势是以驱动电源为依托的,不同与传统的照明灯具直接连接在市电,LED属于低压直流供电器件,需要匹配相应的驱动电源。采用一般拓扑的驱动电源存在电路在轻载时损耗严重、效率低、发热严重等问题,因此对于中大功率LED驱动电源来说一般拓扑并不适合。针对这一情况,本文将采用LLC谐振变换器的方案研制一台在全范围内高效、稳定工作的大功率LED驱动电源。
　　在比较和分析现有驱动电源结构的基础上,选择了3级式驱动电路结构。首先,简单介绍了功率因数校正和软开关技术,论述了对驱动电源的要求和驱动电源的发展现状;其次,提出功率因数校正的定义,对比了无源功率因数校正和有源功率校正的优劣,选取了有源功率因数校正的设计方案,对PFC电路进行了详细设计;驱动电源的第二级采用的是半桥LLC谐振变换器设计方案,指出传统谐振变换器的不足之处。介绍了变换器在不同频率段的工作原理,采用基波近似法建立了等效电路模型,讨论了谐振网络的不同参数对变换器性能的影响,完成了谐振网络主电路参数和控制电路的设计;LLC谐振变换器为恒压输出,而 LED驱动需采取恒流驱动,第三级采用Boost多路输出和双运放的控制方案,给出了恒流部分主电路和控制电路的设计。
　　最后,结合以上提出的方案,研制了一台120W输出的LED驱动电源样机,并对其进行了实验研究,通过对实验结果的分析,验证了设计方案的合理性和可行性。

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第1章 绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 LED驱动电源

1.3 本课题的主要研究内容

第2章 功率因数校正电路的设计

2.1 功率因数校正的提出和定义

2.2 无源功率因数校正和有源功率因数校正

2.3 有源功率因数校正的控制策略

2.4 基于Boost的有源功率因数校正

2.5 本章小结

第3章 LLC谐振变换器的设计

3.1 传统的谐振变换器

3.2 LLC谐振变换器的主电路结构

3.3 LLC谐振变换器的工作原理

3.4 LLC谐振变换器的参数设计

3.5 控制电路的设计

3.6 本章小结

第4章 恒流电路的设计

4.1 恒流输出的意义

4.2 恒流方案的选择

4.3 恒流控制的原理

4.4 主电路的设计

4.5 本章小结

第5章 实验结果及其分析

5.1 APFC实验结果与分析

5.2 LLC谐振变换器的实验结果与分析

5.3 整机效率测试结果与分析

5.4 本章小结

第6章 总结和展望

致谢

参考文献

附录