畢業(yè)設(shè)計(jì)---18w led日光燈開光電源設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p><b>　　1 概 述3</b></p><p>　　1.1 選題的目的與意義3</p><p>　　1.2 研究現(xiàn)狀3</p><p>　

2、　1.3 電源性能指標(biāo)4</p><p><b>　　2 方案選擇4</b></p><p>　　2.1 主要方案4</p><p>　　2.2 方案選擇5</p><p>　　2.3 芯片選擇5</p><p>　　2.3.1芯片功能5</p><p>　　2

3、.3.2芯片特性說明5</p><p>　　2.3.4內(nèi)部功能簡單框圖6</p><p>　　2.3.5封裝示意圖7</p><p><b>　　3 方案設(shè)計(jì)7</b></p><p>　　3.1設(shè)計(jì)思路及系統(tǒng)組成框圖7</p><p>　　3.1.1設(shè)計(jì)思路7</p>

4、<p>　　3.3.2系統(tǒng)組成框圖8</p><p>　　3.2 總體功能描述8</p><p>　　3.3 硬件電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.3.1總體電路原理圖9</p><p>　　3.3.2電路元件列表11</p><p><b>　　4 小結(jié)12</b><

5、;/p><p><b>　　結(jié)束語12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致謝13</b></p><p>　　18WLED日光燈開光電源設(shè)計(jì)</p><p>　　Xxx 指導(dǎo)老師 xxx</p

6、><p>　　摘 要 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，LED由于環(huán)保、壽命長、光電效率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，近年來在各行各業(yè)應(yīng)用得以快速發(fā)展。同時(shí)，由于近年來的開關(guān)電源在電子電器各行業(yè)中占了非常重要的位置，由此驅(qū)動(dòng)LED的開關(guān)電源成了關(guān)注的熱點(diǎn)。</p><p>　　理論上，LED的使用壽命在10萬小時(shí)以上，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)方式選擇不當(dāng)，使LED極易損壞。我們設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，

7、有必要知道LED電流、電壓特性，由于LED的生產(chǎn)廠家及LED規(guī)格不同，電流、電壓特性均有差異。因此對驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格要求。根據(jù)LED電流、電壓變化特點(diǎn)，采用恒流驅(qū)動(dòng)方式，是比較理想的LED驅(qū)動(dòng)方式，它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動(dòng)，同時(shí)恒定的電流使LED得亮度穩(wěn)定。因此眾多廠家選用恒流方式驅(qū)動(dòng)LED，從而設(shè)計(jì)的開關(guān)電源就需要一個(gè)能恒流的直流驅(qū)動(dòng)電源。傳統(tǒng)的開關(guān)電源控制集成電路具有效率高、輸出穩(wěn)定、可靠性高，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程

8、控制等功能，完全適合用來驅(qū)動(dòng)LED的開關(guān)電源。</p><p>　　本文主要通過設(shè)計(jì)一個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)電源來驅(qū)動(dòng)LED。通過各種電力電子組件和電力電子電路組成一個(gè)恒流的電源，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞 開關(guān)電源；恒流；LED驅(qū)動(dòng)電路</p><p><b>　　1 概 述</b></p><p>　　1.1

9、選題的目的與意義</p><p>　　全球能源緊張，提高電器的效率是行之有效的方法。照明用電占據(jù)全球21%的總用電量，如果能提高照明用的效率，可以有效緩解能源緊張。如何提高照明系統(tǒng)的能源利用率，延長照明系統(tǒng)的壽命，并且是綠色無污染的？取代白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈的第四代照明燈具是什么？業(yè)界給出的答案就是LED等照明。LED照明每W流明數(shù)可達(dá)120lm。遠(yuǎn)高于白熾燈和日光燈，此外LED燈珠壽命可長達(dá)十萬小時(shí)，并且綠色

10、無污染。LED照明具備的這些優(yōu)點(diǎn)決定了其應(yīng)用前景是非常廣闊的。LED照明應(yīng)用上的限制在于LED有固定的正向壓降，電流也有上限（工作電流使影響LED壽命的主要因素）。大功率白光LED上的正向壓降一般為3-4V，不能直接使用市電驅(qū)動(dòng)。因此一個(gè)和LED燈珠匹配的高效、環(huán)保長壽命的電源時(shí)必須的，這正是這次選題的意義與目的所在。</p><p><b>　　1.2 研究現(xiàn)狀</b></p>

11、<p>　　開關(guān)電源的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，由于LED驅(qū)動(dòng)的壓降技術(shù)大部分采用開關(guān)電源。因此即使是LED驅(qū)動(dòng)電源真正進(jìn)入研究的時(shí)間不算長，卻無礙其技術(shù)的成熟。LED驅(qū)動(dòng)要求的技術(shù)特點(diǎn)是：壽命長、體積小（特別商用照明和家用照明，最好可以內(nèi)嵌到燈頭）。</p><p>　　總所周知，絕大部分開關(guān)電源都需要一個(gè)輸出濾波的電解電容，即使高品質(zhì)的電解電容，工作在100攝氏度左右，壽命也只有1Wh左右。毫無疑問，電

12、解電容正是LED燈整體壽命的瓶頸。而內(nèi)嵌式驅(qū)動(dòng)板上的電解電容，由于LED的發(fā)熱以及驅(qū)動(dòng)板本身的發(fā)熱，長期在高溫工作，更使電解電容壽命減短。目前已經(jīng)有集成電路，無需輸出電解電容，僅需幾個(gè)外圍就能直接驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。這使得LED照明的長壽命的特點(diǎn)確實(shí)得到保障。</p><p>　　另外一點(diǎn)，限制LED燈壽命是工作時(shí)的溫度，目前臺灣某技術(shù)機(jī)構(gòu)方法解決，使LED燈珠像一個(gè)燈一樣可撥插，使LED等成為可維護(hù)產(chǎn)品。</

13、p><p>　　除了技術(shù)上的創(chuàng)新外，還有組合上的創(chuàng)新，例如加入調(diào)光技術(shù)（模擬調(diào)光、數(shù)字調(diào)光、Triac調(diào)光）；用三色LED組成色光可調(diào)系統(tǒng)；采用頻率抖動(dòng)技術(shù)減少EMI；加入功率因數(shù)校正電路等。</p><p>　　1.3 電源性能指標(biāo)</p><p>　　1、主輸出最大功率為18W；</p><p>　　2、輸出電流為恒定240mA；</p

14、><p>　　3、最大輸出電壓為72V；</p><p>　　4、滿負(fù)荷下轉(zhuǎn)換效率＞85%；</p><p>　　5、負(fù)載為240mA時(shí)最大紋波為5mV；</p><p>　　6、因?yàn)闆]有添加功率因數(shù)模塊，因此PF值≥0.90；</p><p>　　7、可以驅(qū)動(dòng)288個(gè)高亮度LED。</p><p>

15、;<b>　　2 方案選擇</b></p><p>　　電源首要的要求是效率高，效率高的產(chǎn)品，發(fā)熱就低則穩(wěn)定性就必然高。通常在電源部分有用隔離及非隔離兩種方案，隔離的體積偏大，效率較低，在使用中，安裝方面都會(huì)產(chǎn)生很多問題，不如非隔離產(chǎn)品的市場前景大，在此主要采用非隔離的驅(qū)動(dòng)方案。以下列出四個(gè)非隔離的電源設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　2.1 主要方案

16、</b></p><p>　　方案1 LED專用寬電壓線性恒流驅(qū)動(dòng)器（恒流三極管）</p><p>　　恒流三極管為LED電路提供恒定電流的器件,使電路具有簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠等特點(diǎn)。LED三極管在一定電壓范圍內(nèi)恒定電流。帶有負(fù)溫度系數(shù)，在極端的電壓和工作溫度下保護(hù)LED免受熱失控影響。線性恒流三極管為在寬電壓內(nèi)恒定電流效果最佳的產(chǎn)品，體積小，封裝有TO-92（普通直插的三極管）

17、、SOT-89-3、SOT-223三種，恒流三極管只需要保證輸入電壓減去LED串總電壓的數(shù)值不超過90V（輸入-輸出的最大電壓）即可，可完全替代復(fù)雜且煩瑣的恒流源電路，非常適合用于體積小的LED燈具產(chǎn)品。具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、壽命可靠等特點(diǎn)。</p><p>　　LED恒流器不需外加元件，可直接應(yīng)用于120/220Vac交流供電回路中，120/220Vac交流市電輸入經(jīng)過橋式整流后，只需要保證輸入電壓減去LED

18、串總電壓后所剩下的電壓不超過恒流三極管輸入-輸出90V即可。</p><p>　　方案2 SMD802 非隔離型 內(nèi)置方案</p><p>　　SMD802芯片特點(diǎn):效率大于90%，輸入電壓范圍85VAC~265VAC或8VDC~450VDC，恒流方式驅(qū)動(dòng)LED，驅(qū)動(dòng)電流從幾毫安至1A，能驅(qū)動(dòng)1個(gè)至數(shù)百個(gè)LED，外部PWM調(diào)光，并帶有EN使能,同時(shí)支持線性調(diào)光。</p>&

19、lt;p>　　電源模塊特點(diǎn):過壓保護(hù)，過溫保護(hù)，短路保護(hù)，開路保護(hù)。輸出電流從幾mA至1A 輸入電壓90~264VAC，功率因素大于0.85 紋波小于100mVp-p，效率大于91% （注:在模塊組裝完,沒有調(diào)試之前,Pf通常能達(dá)到0.83,效率能達(dá)到90%），可提供15W、18W、20W方案及DEMO板及芯片SMD912隔離型外置方案。</p><p>　　輸入電壓范圍：AC90V~264V </p

20、><p>　　輸出電壓：恒壓12V </p><p>　　輸出電流：恒流1A </p><p><b>　　效率：大于75% </b></p><p>　　輸出紋波及噪聲：小于130mVp-p </p><p>　　具有短路保護(hù),過流保。</p><p>　　方案3 基于PT4

21、107的電源設(shè)計(jì)</p><p>　　PT4107是一款高壓降壓式PWM LED驅(qū)動(dòng)控制器，通過外部電阻和內(nèi)部的齊納二極管，可以將經(jīng)過整流的110V或220V交流電壓箝位于20V。當(dāng)Vin上的電壓超過欠壓閉鎖閾值18V后，芯片開始工作，按照峰值電流控制的模式來驅(qū)動(dòng)外部的MOSFET。在外部MOSFET 的源端和地之間接有電流采樣電阻，該電阻上的電壓直接傳遞到PT4107芯片的CS端。當(dāng)CS端電壓超過內(nèi)部的電流采樣

22、閾值電壓后，GATE端的驅(qū)動(dòng)信號終止，外部MOSFET關(guān)斷。閾值電壓可以由內(nèi)部設(shè)定，或者通過在LD端施加電壓來控制。如果要求軟啟動(dòng)，可以在LD端并聯(lián)電容，以得到需要的電壓上升速度，并和LED電流上升速度相一致。</p><p>　　PT4107的主要技術(shù)特點(diǎn)：從18V到450V的寬電壓輸入范圍，恒流輸出；采用頻率抖動(dòng)減少電磁干擾，利用隨機(jī)源來調(diào)制振蕩頻率，這樣可以擴(kuò)展音頻能量譜，擴(kuò)展后的能量譜可以有效減小帶內(nèi)電磁

23、干擾，降低系統(tǒng)級設(shè)計(jì)難度；可用線性及PWM調(diào)光，支持上百個(gè)0.06W LED的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，工作頻率25kHz-300kHz，可通過外部電阻來設(shè)定。</p><p>　　方案4 基于SM8013的電源設(shè)計(jì)</p><p>　　SM8013恒流驅(qū)動(dòng)IC為85~265V交流電全電壓輸入范圍，可驅(qū)動(dòng)高功率LED，具多重保護(hù)機(jī)制的LED照明控制IC，用于LED日光燈管，LED省電燈泡，LED吸頂燈，L

24、ED球泡燈等應(yīng)用。為快速成長的全球照明用LED驅(qū)動(dòng)市場需求提供簡單高效率的解決方案。已經(jīng)被韓國與中國大陸的燈具廠廣泛地使用在LED日光燈管，LED球泡燈等應(yīng)用,并通過多項(xiàng)國際認(rèn)證機(jī)構(gòu)之認(rèn)證。</p><p>　　SM8013采用非隔離型高端降壓式控制架構(gòu)，以固定操作頻率來降低干擾。廣鵬科技創(chuàng)新專利的輔助電源及負(fù)載故障保護(hù)技術(shù)，除了提高整體效率，降低IC本體溫度以外，更提供輸出過電壓保護(hù)，輸出短路保護(hù)等多重保護(hù)機(jī)制

25、，可提高系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的穩(wěn)定性與安全性。</p><p>　　SM8013的最大可驅(qū)動(dòng)電流由外部電晶體規(guī)格決定，實(shí)際LED驅(qū)動(dòng)電流則由一電阻設(shè)定。30uA超低啟動(dòng)電流，可降低系統(tǒng)功率消耗提高效率。欠壓鎖定保護(hù)(UCLO)電路在多顆LED發(fā)生短路，或是輸出級發(fā)生異常短路時(shí)，使IC停止工作，直至異常短路狀態(tài)被排除，以避免IC溫度升高，過熱保護(hù)電路會(huì)在IC溫度過高時(shí)，觸發(fā)過熱保護(hù)機(jī)制并關(guān)閉整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路以免燒毀，當(dāng)溫度下降后

26、，會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)并輸出電流。</p><p><b>　　2.2 方案選擇</b></p><p>　　方案1 雖然比較簡單經(jīng)濟(jì)，但它也存在局限性：其一，對于體積小的LED燈具產(chǎn)品很適用，然而對于功率大的，體積大的LED燈具不太適用了；其二，需要保證輸入電壓減去LED串總電壓后所剩下的電壓不超過恒流三極管輸入-輸出90V，這個(gè)要求限制了它適用的范圍。</p>

27、;<p>　　方案2 雖然沒有什么明顯的缺點(diǎn)，但相對于方案4 ，就略顯下風(fēng)。</p><p>　　目前非隔離方案因其效率高而占主流，而用PWM LED驅(qū)動(dòng)控制器來做LED日光燈驅(qū)動(dòng)電源的又占絕大多數(shù)。PT4107是一個(gè)典型的PWM LED驅(qū)動(dòng)控制器，而方案3 是一個(gè)典型的LED電源方案，但它設(shè)計(jì)起來相對于方案4 較為繁瑣和昂貴。</p><p>　　所以，在這里我們便采用了方

28、案4 來設(shè)計(jì)LED日光燈電源。</p><p><b>　　2.3 芯片選擇</b></p><p><b>　　2.3.1芯片功能</b></p><p>　　SM8013是一個(gè)高性能的電流型PWM控制芯片,通過驅(qū)動(dòng)外部高壓MOSFET管,組成大功率的開關(guān)電源.它有很小的啟動(dòng)電流和工作電流,保證較低的待機(jī)功耗和很高的工作

29、效率.通過調(diào)整外圍器件,改變PWM工作頻率,使之滿足各種客戶的需要.空載或者輕載的情況下,芯片會(huì)降低PWM工作頻率(>22KHz),從而進(jìn)一步降低開關(guān)損耗. </p><p>　　SM8013還擁有性能優(yōu)異的過電流保護(hù)(OCP)、過載保護(hù)(OLP)、芯片VDD過壓嵌位和欠壓鎖定功能(UVLO).同時(shí)芯片驅(qū)動(dòng)輸出最大電壓保持在18V,保證外部高壓MOSFET管安全可靠的工作.內(nèi)部抖頻功能,保證電源系統(tǒng)有很好的

30、EMI性能. </p><p>　　2.3.2芯片特性說明1. 外圍電路元件少,成本低 2. 很低的待機(jī)功耗(AC240V,功耗小于0.3W) 3. 過流保護(hù)、過載保護(hù) 4. 優(yōu)異的芯片過壓嵌位和欠壓鎖定功能(UVLO) 5. 封裝格式: DIP-8 SOT23-6 6. 很小的啟動(dòng)電流(5μA)和很小的工作電流(2mA) 7. 通過調(diào)整外圍電阻,改變開關(guān)頻率. 8. 驅(qū)動(dòng)輸出電壓小于18V,保護(hù)

31、高壓MOSFET管 9. 輸出功率為:70W以下 </p><p>　　2.3.3 芯片應(yīng)用1. 各種電池充電器,適配器等 2. DVD、VCD、機(jī)頂盒等各種電源 3. 通用離線式開關(guān)電源系統(tǒng) 4. 非隔離式電源系統(tǒng)(白色家電,電磁爐等)</p><p>　　2.3.4內(nèi)部功能簡單框圖</p><p>　　圖1 芯片SM8013內(nèi)部功能框圖</p&

32、gt;<p>　　2.3.5封裝示意圖</p><p>　　圖2 SM8013管腳圖</p><p><b>　　表1 管腳說明表</b></p><p><b>　　表2 元件參數(shù)表</b></p><p>　　極限參數(shù)（TA= 25℃） </p><p>&

33、lt;b>　　3 方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1設(shè)計(jì)思路及系統(tǒng)組成框圖</p><p><b>　　3.1.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　考慮到家庭常用的是5*1W，或6*1W，商用照明常用的是1*1W到12*1W，本設(shè)計(jì)采用恒流輸出，輸出電壓隨負(fù)載大小自動(dòng)調(diào)節(jié)的適用廣泛的設(shè)計(jì)。</p>

34、<p>　　考慮到國內(nèi)采用50HZ、220V的供電系統(tǒng)，而美國、歐洲、日本居民用電從110V-240V不等，再考慮到網(wǎng)壓10%的波動(dòng)，系統(tǒng)把輸入放寬到從85V-265V。</p><p>　　本著設(shè)計(jì)一款符合社會(huì)要求的真正節(jié)能、節(jié)錢、長壽的LED驅(qū)動(dòng)電源的思想。在能效轉(zhuǎn)換和產(chǎn)品成本上作出折中的選擇，轉(zhuǎn)換效率要求在75%以上；元件選擇盡可能采用了常見型號，滿足要求的情況下，盡可能采用國產(chǎn)的元器件。對于批量

35、生產(chǎn)，能有效降低成本，使LED照明更容易走進(jìn)人民生活。</p><p>　　3.3.2系統(tǒng)組成框圖</p><p><b>　　圖3 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　3.2 總體功能描述</p><p>　　SM8013是一個(gè)高度集成的PWM控制芯片，針對75W以內(nèi)的離線式反激轉(zhuǎn)換電源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)異的突變模式控

36、制(BURST MODE CONTROL)極大的降低待機(jī)功耗，使系統(tǒng)更好的滿足國際上節(jié)約能源的需求。</p><p>　　1） 啟動(dòng)電流和啟動(dòng)控制</p><p>　　SM8013的啟動(dòng)電流很小，大約5μA,使芯片快速充電越過UVLO閥值電壓，保證系統(tǒng)快速啟動(dòng)。因此在實(shí)際應(yīng)用中可以使用一個(gè)阻值較大的啟動(dòng)電阻來降低系統(tǒng)的功耗。例如在AC/DC適配器，在通用的輸入電壓范圍內(nèi)，可以使用2MΩ 1

37、/4W的電阻，進(jìn)一步降低系統(tǒng)的功耗。</p><p><b>　　2） 芯片工作電流</b></p><p>　　SM8013的工作電流大約為2.8mA，在空載或者輕載的情況下，并通過突變工作模式，使系統(tǒng)的功耗降低。</p><p><b>　　3） 頻率抖動(dòng)</b></p><p>　　為滿足EM

38、I的要求，SM8013內(nèi)部含有頻率抖動(dòng)，減少傳導(dǎo)波段的電磁干擾，降低系統(tǒng)EMI設(shè)計(jì)的難度。</p><p><b>　　4） 突變工作模式</b></p><p>　　在空載或者輕負(fù)載的情況下，開關(guān)電源的功耗主要是高壓功率管的開關(guān)損耗、變壓器的線損、吸收回路的損耗等等。功耗跟在一定時(shí)間內(nèi)開關(guān)次數(shù)成正比關(guān)系，因此降低高壓功率管開關(guān)次數(shù)，可以降低功耗。</p>

39、<p>　　SM8013可以根據(jù)不同的負(fù)載，自動(dòng)調(diào)整開關(guān)模式。在空載或者輕負(fù)載的情況下，F(xiàn)B腳被拉低到突變模式閥值以下，芯片進(jìn)入突變工作模式，也就是降低PWM工作頻率。只有當(dāng)VDD電壓降低到某個(gè)預(yù)置電壓和FB腳處于開啟狀態(tài)時(shí)，GATE腳才有開關(guān)輸出。否則，GATE腳一直保持關(guān)閉狀態(tài)，盡最大可能的降低開關(guān)損耗，減少待機(jī)狀態(tài)的功耗。不管在任何負(fù)載的情況下，PWM的工作頻率總高于音頻（即：>22KHz）。</p>

40、;<p><b>　　5） 振蕩器</b></p><p>　　通過調(diào)整RI腳到地的電阻，改變芯片內(nèi)部恒流源電流的大小。這個(gè)電流對內(nèi)部的電容進(jìn)行沖放電，改變電流的大小，也就改變了沖放電的時(shí)間，振蕩頻率也就確定下來。其中RI跟PWM振蕩頻率的關(guān)系有以下公式可得： </p><p>　　6） 電流檢測和內(nèi)置前沿消隱電路</p><p&g

41、t;　　SM8013是電流模式的PWM控制芯片，內(nèi)部含有逐周期電流限制。芯片通過檢測SENSE腳外接電阻的電壓來檢測開關(guān)電流。內(nèi)置前沿消隱電路通過延時(shí)消除了高壓功率管在開啟瞬間產(chǎn)生的尖峰，這樣就不需要在SENSE腳外接RC濾波電路。因此在這個(gè)延時(shí)時(shí)間內(nèi)，電流限制比較器不工作，也就消除避免由于尖峰干擾，關(guān)閉外部高壓功率管。 </p><p>　　7） 內(nèi)部同步斜率補(bǔ)償</p><p>　　

42、內(nèi)置的斜率補(bǔ)償電路在SENSE腳輸入電壓上增加了一個(gè)電壓斜率補(bǔ)償，極大的提高了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)還避免了次諧波振蕩的發(fā)生，從而降低了輸出紋波電壓。</p><p><b>　　8） GATE驅(qū)動(dòng)</b></p><p>　　SM8013的GATE腳直接與MOSFET的柵極連接。GATE輸出內(nèi)部有一個(gè)18V輸出嵌位二極管，保護(hù)高壓MOSFET的柵極，避免由于芯片VD

43、D的電壓過高導(dǎo)致MOSFET的柵極擊穿。</p><p><b>　　9） 保護(hù)控制</b></p><p>　　有可靠的過流保護(hù)（OCP）、過載保護(hù)（OLP）、過壓嵌位、欠壓鎖定功能（UVLO）。</p><p>　　3.3 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1總體電路原理圖</p><p&

44、gt;　　圖3 總體電路原理圖</p><p>　　①輸入保護(hù)與EMC電路</p><p>　　圖4輸入保護(hù)與EMC電路</p><p>　　通過FS1保險(xiǎn)絲對電路起到短路保護(hù)作用，為了使設(shè)計(jì)的設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力，設(shè)計(jì)了該電磁兼容性（EMC）電路，采用NTC熱敏電阻和5D471壓敏電阻，由于 NT

45、C 為負(fù)溫度系數(shù)的電阻，即冷態(tài)電阻較大，而當(dāng)周圍溫度上升時(shí)其電阻值表現(xiàn)出隨溫度上升而下降的趨勢；NTC與CY2組成RC電路，CY2與L4組成LC電路，其共同組成濾波電路，其目的是消除導(dǎo)線上的干擾信號，防止電路中的干擾信號傳到導(dǎo)線，借助導(dǎo)線輻射，也防止導(dǎo)線接收到的干擾信號傳入電路。</p><p>　?、谡鳛V波與PFC電路</p><p>　　圖5 整流濾波與PFC電路</p>

46、;<p>　　(1)整流電路：利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟?，把方向和大小都變化?0Hz交流電變換為方向不變但大小仍有脈動(dòng)的直流電.   在小功率直流電源中，常見的幾種整流電路有單相半波、全波、橋式和三相整流電路等。由圖可看出，本設(shè)計(jì)采用單相全波橋式整流電路，用四個(gè)二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。利用二極管的電流導(dǎo)向作用，在交流輸入電壓U2的正半周內(nèi)，二極管D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，在負(fù)載RL上得到上

47、正下負(fù)的輸出電壓；在負(fù)半周內(nèi)，正好相反，D1、D3截止，D2、D4導(dǎo)通，流過負(fù)載RL的電流方向與正半周一致。因此，利用四個(gè)二極管，使得在交流電源的正、負(fù)半周內(nèi)，整流電路的負(fù)載上都有方向不變的直流電壓和電流。</p><p>　　(2)填谷式電路分析：</p><p>　　階段一：在交流電正半周上升的階段，D2導(dǎo)通，電壓沿著從C2到D2到C3的串聯(lián)電路給C2和C3，同時(shí)向負(fù)載提供電流，其充電

48、時(shí)間常數(shù)很小，充電速度很快。</p><p>　　階段二：正半周的輸入電壓到達(dá)峰值UP時(shí)，C2和C3上的總電壓等于峰值的電壓UP，所以兩者的壓降等于UP/2。此時(shí)D2導(dǎo)通，D1和D3被反向偏置而截至。</p><p>　　階段三：當(dāng)電壓UP下降時(shí)，D2截至，立刻停止對C2和C3進(jìn)行充電。</p><p>　　階段四：當(dāng)電壓下降到UP/2時(shí)，D1和D3被正向偏置而變成

49、導(dǎo)通狀態(tài)，C2和C3上的電荷分別通過D1和D3構(gòu)成的并聯(lián)電路進(jìn)行放電，維持負(fù)載上的電流不變。</p><p>　　由此可知，從階段一到階段三，都是由電網(wǎng)供電，僅在階段四由C2和C3上的存儲(chǔ)電荷給負(fù)載供電。</p><p>　　(3)采用有源PFC電路至少具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1） 輸入電壓可以從90V到270V；</p><p>

50、;　　2） 高于0.99的線路功率因數(shù)，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點(diǎn)；</p><p>　　3） IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機(jī)變壓器；</p><p>　　4） 輸出不隨輸入電壓波動(dòng)變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；</p><p>　　5） 有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz（工頻2倍）的正弦波，

51、因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容</p><p><b>　　③續(xù)流二極管</b></p><p><b>　　圖6續(xù)流二極管</b></p><p>　　續(xù)流二極管UF208和T1、R17元件構(gòu)成回路，防止電壓電流突變，提供通路。電感可以經(jīng)過它給負(fù)載提供持續(xù)的電流，以免負(fù)載電流突變，起到平滑電流的作用

52、。當(dāng)開關(guān)管7N60關(guān)斷時(shí)，續(xù)流電路可以釋放掉變壓器線圈中儲(chǔ)存的能量，防止感應(yīng)電壓過高，擊穿開關(guān)管。</p><p>　　穩(wěn)壓電路：當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓的幅值也將隨之變化，因此，穩(wěn)壓電路的作用是使整流濾波后的直流電壓基本上不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。</p><p>　　3.3.2電路元件列表</p><p><b>

53、;　　4 小結(jié)</b></p><p>　　這種非隔離式電源的主要技術(shù)特點(diǎn)：72V 的寬電壓輸入，240mA恒流輸出；采用頻率抖動(dòng)減少電磁干擾，利用隨機(jī)源來調(diào)制振蕩頻率，這樣可以擴(kuò)展音頻能量譜，擴(kuò)展后的能量譜可以有效減小帶內(nèi)電磁干擾，降低系統(tǒng)級設(shè)計(jì)難度；可用線性及PWM 調(diào)光，支持288個(gè)LED 的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，工作頻率25KHz-300KHz，可通過外部電阻來設(shè)定。</p><p&g

54、t;　　非隔離恒流源的優(yōu)點(diǎn)是簡單、指標(biāo)高，它的輸出電流可以按LED 串并聯(lián)的個(gè)數(shù)決定。但是大多數(shù)情況下，它的輸出電流不能太大，輸出電壓也不能太高。本設(shè)計(jì)是由288 個(gè)小功率LED連接成24 個(gè)串聯(lián)，12 串并聯(lián)，每串20mA，一共240mA。體積也可以做得很小，通常是做成長條形的，以便放進(jìn)T10 或T8 的管子里。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p

55、>　　由于時(shí)間上的關(guān)系和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，本設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)和很多相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)并沒有通過具體的有力驗(yàn)證。只能在理論上給以論證和說明。本論文絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)思想和方法都是現(xiàn)有的、成熟的理論支持下進(jìn)行的，可靠性和可行性都很高，不但符合開關(guān)電源的設(shè)計(jì)要求，而且符合驅(qū)動(dòng)LED在各方面的條件。</p><p>　　開關(guān)電源亦稱為無工頻變壓器的電源。它是利用體積很小的高頻變壓器來實(shí)現(xiàn)電壓變換及電網(wǎng)隔離，不僅能去掉笨重的工頻變壓器，還

56、可采用體積較小的濾波組件和散熱器，這就為研究與開發(fā)高效率、高密度、高可靠性、體積小、重量輕的開關(guān)電源奠定了基礎(chǔ)。在開關(guān)電源中，為了實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程控制等功能，以及減小體積、減輕重量，高壓功率集成電路得到廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展。采用了這種集成電路來調(diào)節(jié)和控制的開關(guān)電源，不但外部電路簡單，組件數(shù)目少，而且可以和微處理器直接借口或通過局域網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)編程或控制功能，是目前高效率、多功能開關(guān)電源的最佳解決方案。亦能為驅(qū)動(dòng)LED設(shè)計(jì)出最佳大方案。<

57、;/p><p>　　本文主要通過對電源的各個(gè)電路模塊和反饋電路和PWM控制回路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求，還對LED本身的電壓電流特性的認(rèn)真考慮，針對恒流驅(qū)動(dòng)LED串做出的電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成度和布線密度都將大大提高，電子產(chǎn)品正向著多功能、小型化和高效率的方向發(fā)展，其中離不開電源的小型化和高效率。開關(guān)電源的發(fā)展還將很長遠(yuǎn)。而且對于驅(qū)動(dòng)LED的電

58、源方向目前的研究還沒有完全應(yīng)用到開關(guān)電源的高品質(zhì)的設(shè)計(jì)，所以LED驅(qū)動(dòng)電源的發(fā)展是有很大的前景的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊旭、裴云慶、王兆安。開關(guān)電源技術(shù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[2]沅喜明，姚為正。電力電子技術(shù)。北京：高等教育出版社</p><p&g

59、t;　　[3]pdf資料.電流型PWM控制芯片SM8013。深圳市啟芯微電子有限公司網(wǎng)站提供</p><p>　　[4]LED照明驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源設(shè)計(jì)。百度文庫</p><p>　　[5]AC-DC非隔離式LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。豆丁網(wǎng)文檔</p><p>　　[6]LED驅(qū)動(dòng)電源的知識。豆丁網(wǎng)文檔</p><p>　　[7] 茂于海.LED日光燈

60、的性能、電源、結(jié)構(gòu)和壽命。上海龍茂微電子有限公司 </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　對于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識的局限性，難免有許多的事情不是很完整，存在著比較多的問題。幸好此次的設(shè)計(jì)得到了同學(xué)們的極大幫助，尤其是指導(dǎo)老師的悉心關(guān)照。值此論文浮子之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師、老師致以最深的謝意！感謝一直以來他們給予學(xué)習(xí)和生活上無微不至

61、的關(guān)懷和幫助！***老師在論文設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都給予了細(xì)心的指導(dǎo)，幫助解決設(shè)計(jì)上的各種問題。所以本次的論文得以順利完成，萬分感謝陳老師。</p><p>　　同時(shí)，我要感謝學(xué)校、學(xué)院，以及四年來教導(dǎo)過我的老師表示衷心的感謝，是他們教會(huì)了我專業(yè)的知識。在這里我特別要感謝07電子的同學(xué)們。無論是在學(xué)習(xí)上還是生活上，他們都給予了極大的支持和悉心的指導(dǎo)。在課題的研究、論文的整理、資料的收集等方面，得到了同學(xué)們很大的幫助，占