模塊化多路恒流輸出LED驅(qū)動(dòng)電源研究.pdf

1、隨著新型材料的應(yīng)用與封裝工藝的不斷提高，LED在光效、壽命、環(huán)保等方面與白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明光源相比優(yōu)勢(shì)非常明顯，已經(jīng)在LCD背光源、隧道照明、路燈照明等大功率照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在不遠(yuǎn)的將來(lái)可能大規(guī)模進(jìn)入通用照明領(lǐng)域，代表了未來(lái)照明工業(yè)的發(fā)展方向。
　　在大功率LED照明應(yīng)用中，絕大多數(shù)是由電網(wǎng)交流電壓供電，而LED又需要恒定直流驅(qū)動(dòng)，必須采用功率變換裝置——LED驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行匹配。為減少電力諧波污染，LED驅(qū)動(dòng)電源需具備

2、功率因數(shù)校正功能；為滿足安全及安規(guī)方面的要求，LED驅(qū)動(dòng)電源需實(shí)現(xiàn)輸入輸出電氣隔離；在大功率高亮度照明領(lǐng)域，為滿足光輸出總量的要求，LED驅(qū)動(dòng)電源需對(duì)多串LED進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)，因此需實(shí)現(xiàn)多路恒流輸出功能。由于功率因數(shù)校正技術(shù)已比較成熟，本論文研究的多路恒流輸出LED驅(qū)動(dòng)電源，主要實(shí)現(xiàn)輸入輸出電氣隔離以及多路恒流輸出功能。由于模塊化設(shè)計(jì)可以縮短研發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)成本、提高維護(hù)性、推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此對(duì)推廣應(yīng)用具有重大意義。為此，本論文在總結(jié)、歸

3、納現(xiàn)有三級(jí)、兩級(jí)LED驅(qū)動(dòng)電源及各種無(wú)源均流多路輸出技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出研究由高頻DC/AC逆變模塊和無(wú)源高頻AC/DC整流模塊組成的模塊化多路恒流輸出LED驅(qū)動(dòng)電源，其具備高效率、高可靠、低成本的特點(diǎn)。論文的主要研究?jī)?nèi)容及取得的研究成果如下：
　　首先，基于對(duì)高頻DC/AC逆變模塊性能要求的分析，選用恒頻移相控制的全橋LC-LC串并聯(lián)諧振逆變器作為其主電路，并對(duì)逆變器的工作原理進(jìn)行了研究。根據(jù)輸入輸出參數(shù)，對(duì)主電路參數(shù)的選取原則進(jìn)

4、行了深入探討，并對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。在此基礎(chǔ)上，采用相量建模法建立的其大信號(hào)及小信號(hào)模型，進(jìn)行了環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)。最后，搭建了一臺(tái)輸出功率為200W的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。
　　其次，基于高頻AC/DC整流模塊單位輸入功率因數(shù)及恒流輸出的要求，推導(dǎo)出四種無(wú)源高頻AC/DC整流器，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。相關(guān)實(shí)驗(yàn)及理論分析結(jié)果表明，LCL-T型無(wú)源高頻AC/DC整流器性能最優(yōu)，因此選用其作為高頻AC/DC整流模塊的

5、主電路。為了分析各無(wú)源元件參數(shù)容差對(duì)輸出性能的影響，對(duì)輸出電流與各無(wú)源元件參數(shù)的靈敏度進(jìn)行了定量計(jì)算，這對(duì)無(wú)源元件的選取具有指導(dǎo)意義。論文還對(duì)LCL-T型無(wú)源高頻AC/DC整流器的輸入電壓及負(fù)載（LED的顆數(shù)）對(duì)輸出電流的影響進(jìn)行了定量分析，為輸入電壓及串聯(lián)LED顆數(shù)的選取提供了指導(dǎo)。
　　最后，論文對(duì)所提出的模塊化多路恒流輸出LED驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行了聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其具有很好的多路恒流輸出能力，并具備良好的動(dòng)態(tài)性能。為克服工作