led节能灯驱动电源毕业论文(编辑修改稿)

led节能灯驱动电源毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

有利市场地位。 我国已成为重要封装基地，海内外企业纷纷投资抢占国内巨大市场自 2020 年买行半导体照明工程以来，我国 LED 产业已进八快速发展时期，我国下游封装已实现了大批量生产，正在成为世界重要的中低端 LED 封装基地。 受国内下游应用产品巨大的制造能力及市场消费的吸引，除积极介入的民营资本外，台湾地区、香港、韩国及日本的众多投资者都已在我国投资，在提高我国的 半导体照明产业技术水平和产业国际竞争力同时，也加剧了国闪市场的抢夺大战。 行业发展关键驱动因素：(1)新兴市场不断形成，持续推动产业规模增长随着 LED 发光效率与性能的持续提升与改善， LED 已从指示灯、手机背光、显示屏、交通信号灯等成熟应用领域，正逐步向中大尺寸 LCD 背光、汽车、照明等新兴应用市场渗透应用。 从市场发展情况看，中大尺寸液晶背光和汽车灯用 LED 正在成为增长最快的应用市场，预计未来几年高亮 LED 的市场仍将以 14％的速度增长， 2020 年高亮度 LED 市场将达到 72亿美元。 (2)技术创新步伐明显加快，推动 L 印熙明实用化进程面对巨大的市场机会，世界主要公司的新技术不断取得突破性进展，半导体照明技术创新的步伐正在不断加快。 日本 Nchla 继 2020 年 6 月推出 100m／ w@20mA 的白光 LED 产品后， 2020 年12 月又开发出了 150m／ w 的实验室内照明灯用白光 LED20202}7 月 Cree 开发出了发光效率达 131m／ w@20mA 的白光 LED， 2020 年初 LumIIeds 成功开发出了发光效率达115m／ w@350mA，光通量为 136Jm 的大功率白光 LED。 可以说，白光 LED 进入普通照明领域的曙光已经显现。 (3)联合制定 检测与安全标准，规范与促进照明市场发展美日等 LED 发达国家已广泛联合业界相关机构与厂而，共同协商制定白光 LED 照明技术标准。 检测标准与安全认证的制定出台，将为 LED 的消费使用保驾护航。 如2020~E8 月美国能源部和北美照明工程 (IESNA)联合制定固态照明技术的产业规则和标准，这些规则将是把固态照明产业带入 “ 能源之星 ” 计划的基础之一。 “ 能源LED节能灯驱动电源毕业论文 12 之星 ” 标准计划有助于消费者认清市场上 LED 照明产品的能源效率和高性能，从而促进 LED 照明产品的采购使用。 (4)传统照明巨头主动出击，垂直整合加速形成 L印照明体系传统照明巨 头 Ph„ps 、 Osram、 GE等纷纷看好 LED 照明发展前景，均已通过外部收购或内部培植组建 LED 照明业务公司，并已形成 LED 与照明技术的垂直整合的优势体系。 随着 LED 产业的在照明领域的快速发展，传统照明巨头也希望通过引八新光源的设计而使照明产品更富创新性。 因此， LED 照明和传统照明两个领域正逐步合二为一，加速形成一种新的照明商业模式，这非常有利于 LED 照明的迅速推广使用 . 4 LED 的驱动方式简介及特点 阻容降压式 原理及电路 将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，当受体积和 成本等因素的限制时，最简单实用的方法就是采用电压式降压电源 2。 电容降压的工作原理并不复杂。 他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。 此电路的优点是：电路简单，便宜，缺点是：效率低，是非隔离式，安全性差，稳定性差。 电路原理 电容降压式简易电源的基本电路如图 ， C1为降压电容器， D2为半波整流二极管， D1在市电的负半周时给 C1 提供放电回路， D3 是稳压二极管， R1 为关断电源后 C1的电荷泄放电阻。 在实际应用时常常采用的是 图 的所示的电路。 当需要向负载提供较大的电流时，可采用图 所示的桥式整流电路。 图 LED节能灯驱动电源毕业论文 13 图 图 设计原则 ，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。 因为通过降压电容 C1 向负载提供的电流 Io，实际上是流过 C1 的充放电电流 Ic。 C1容量越大，容抗 Xc 越小，则流经 C1 的充、放电电流越大。 当负载电流 Io 小于 C1 的充放电电流时，多余的电流就 会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流 Idmax 小于 IcIo 时易造成稳压管烧毁。 C1 可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。 R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉 C1 上的电荷 3。 设计举例 图 中，已知 C1 为 ，交流输入为 220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。 C1 在电路中的容抗 Xc 为： Xc=1 /（ 2 πf C ） = 1/（ 2**50**106） = 流过电容器 C1 的充电 电流（ Ic）为： Ic = U / Xc = 220 / = 22mA。 通常降压电容 C1 的容量 C 与负载电流 Io 的关系可近似认为： C=，其中C 的容量单位是 μF ， Io 的单位是 A。 LED节能灯驱动电源毕业论文 14 电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。 开关式 、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。 因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见图 4。 图 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压 Uo 取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。 直流平均电压Ｕ。 可由公式计算， 即 Uo=Um179。 T1/T 式中 Um为矩形脉冲最大电压值； T 为矩形脉冲周期； T1 为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当 Um 与 T 不变时，直流平均电压 Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。 这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄 ，就可以达到稳定电压的目的。 LED节能灯驱动电源毕业论文 15 、开关式稳压电源的原理电路 图 开关式稳压电源的基本电路框图 如上图 5 所示 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。 这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。 控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 开关电源的种类 一、 单端反激式开关电源 6 单端反激式开关电源的典型电路如图 所示。 电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。 所谓的反激，是指当开关管 VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管 VD1 处于截止状态，在初级绕 组中储存能量。 当开关管 VT1 截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及 VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。 AC 整流滤波 高频变换器 调宽方波 整流滤波 DC 取样器 比较器 脉宽调制 振荡器 基准电压 控制电路 LED节能灯驱动电源毕业论文 16 图 单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为 20－ 100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。 唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管 VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在 20－ 200kHz 之间。 二、 单端正激式开关电源 6 单端正激式开关电源的典型电路如图 所示。 这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。 当开关管 VT1 导通时， VD2 也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管 VT1 截止时，电感Ｌ通过续流二极管 VD3 继续向负载释放能量。 图 在电路中还设有钳位线圈与二极管 VD2，它可以将开关管 VT1 的最高电压限制在两倍电源电压之间。 为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，LED节能灯驱动电源毕业论文 17 所以电路中脉冲的占空比不能大于 50％。 由于这种电路在开关管 VT1 导通时，通过变压器向 负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出 50－ 200 Ｗ的功率。 电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。 三、 自激式开关稳压电源 6 自激式开关稳压电源的典型电路如图 所示。 这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。 图 当接入电源后在 R1给开关管 VT1 提供启动电流，使 VT1 开始导通，其集电极电流 Ic 在 L1 中线性增长，在 L2 中感应出使 VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使 VT1 很快饱和。 与此同时，感应电压给 C1 充电，随着 C1 充电电压的增高， VT1 基极电位逐渐变低，致使 VT1 退出饱和区， Ic 开始减小，在 L2 中感应出使 VT1 基极为负、发射极为正的电压，使 VT1 迅速截止，这时二极管 VD1 导通，高频变压器Ｔ初级绕组中的储能释放给负载。 在 VT1 截止时， L2 中没有感应电压，直流供电输人电压又经 R1 给 C1 反向充电，逐渐提高 VT1 基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。 这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器Ｔ的 次级绕组向负载输出所需要的电压。 自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从，也省去了控制电路。 电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态，具有输人和输出相互隔离的优点。 这种电路不仅适用于大功率电源，亦适用于小功率电源。 四、 推挽式开关电源 6 推挽式开关电源的典型电路如图 所示。 它属于双端式变换电路，高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。 电路使用两个开关管 VT1 和 VT2，两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止，在变压器Ｔ 次级统组得到方波电压，经整流滤波变为所需要的直流电压。 LED节能灯驱动电源毕业论文 18 图 这种电路的优点是两个开关管容易驱动，主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。 电路的输出功率较大，一般在 100500 Ｗ范围内。 五、 降压式开关电源 6 降压式开关电源的典型电路如图 所示。 当开关管 VT1 导通时，二极管 VD1 截止，输人的整流电压经 VT1 和 L 向Ｃ充电，这一电流使电感Ｌ中的储能增加。 当开关管 VT1 截止时，电感Ｌ感应出左负右正的电压，经负载 RL和续流二极管 VD1 释放电感Ｌ中存储的能量，维持输出直流电压不变。 电路输出直流电压的高低由加在 VT1 基极上的脉冲宽度确定。 图 这种电路使用元件少，它同下面介绍的另外两种电路。