基于FPGA的數(shù)字式可調(diào)光LED驅(qū)動電源設(shè)計.pdf

1、隨著世界性能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，LED以其節(jié)能、環(huán)保、高可靠性等特點得到越來越多的關(guān)注，正逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明設(shè)備成為第四代照明光源。調(diào)光功能的加入使其在節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢更加明顯，并且可大大提高照明舒適度。所以，可調(diào)光LED驅(qū)動電源設(shè)計已成為照明驅(qū)動領(lǐng)域的熱門課題。
　　本文闡述了可調(diào)光LED驅(qū)動電源課題的研究背景和意義以及目前國內(nèi)外LED驅(qū)動電源的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了可調(diào)光LED驅(qū)動電源設(shè)計中涉及的功率因數(shù)校正(PFC)技

2、術(shù)，單級PFC反激變換器等關(guān)鍵技術(shù)，分析了模擬調(diào)光、可控硅（TRIAC）調(diào)光和脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光等調(diào)光技術(shù)的原理及優(yōu)缺點。針對目前調(diào)光電路普遍采用開環(huán)控制而難以獲得高控制精度的問題，本文提出了一種閉環(huán)控制調(diào)光方法，將LED照度采樣反饋，并通過FPGA設(shè)計數(shù)字PID算法控制調(diào)光信號，大幅提高了調(diào)光控制精度。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款基于FPGA的數(shù)字式可調(diào)光LED驅(qū)動電源，實現(xiàn)了高精度的PWM調(diào)光控制。該驅(qū)動AC/DC級采用單級PFC反激

3、變換器作為主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以獲得較高的功率因數(shù)。DC/DC級采用降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對LED的恒流驅(qū)動;并且提供PWM調(diào)光接口，實現(xiàn)PWM調(diào)光。最后制作并測試了可調(diào)光LED驅(qū)動電源樣機，采集了關(guān)鍵波形和數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行了分析。
　　測試結(jié)果表明:在輸入交流電壓范圍為85V～264V時，樣機能夠穩(wěn)定工作，滿載時輸出平均電流為1.75A。在220V輸入下，效率達(dá)87％，PF值達(dá)到0.93;調(diào)光范圍0～100％，調(diào)光比5000∶1，數(shù)字調(diào)光精度