LED+路灯驱动电源的研究和设计

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LED调光驱动电源的研究与设计

LED调光驱动电源的研究与设计

LED调光驱动电源的研究与设计LED调光驱动电源的研究与设计一、引言随着LED照明技术的快速发展,LED灯具得到了广泛应用。

而LED调光驱动电源作为LED灯具不可或缺的组成部分,其性能对LED灯具的亮度和色温调控起着至关重要的作用。

本文旨在研究和设计一种高效、稳定的LED调光驱动电源,以满足不同环境和需求下对LED灯具亮度和色温的灵活调控。

二、LED调光驱动电源的基本原理1. 电源拓扑结构常见的LED调光驱动电源拓扑结构有开关电源、线性电源和电容驱动电源。

开关电源的效率高、输出稳定,但成本较高;线性电源成本较低,但效率较低;而电容驱动电源则结合了两者的优点,效率较高、成本适中。

2. 控制方式常见的LED调光驱动电源控制方式有PWM调光和模拟调光。

PWM调光通过对开关频率和占空比的调节,实现灯具的亮度调控。

模拟调光则通过改变电流或电压的大小,实现灯具亮度的变化。

其中,PWM调光精度高,但可能引发眩光问题;模拟调光则比较柔和,但调光范围相对较窄。

三、研究方法与设计过程1. 电路拓扑的选择在本研究中,选择了电容驱动电源作为LED调光驱动电源的拓扑结构。

电容驱动电源能够稳定输出电流,提供稳定的电源给LED灯具,同时具有较高的效率和较低的成本。

2. PWM调光控制设计为了实现灯具的亮度调光,采用了PWM调光控制方式。

通过对开关频率和占空比的调节,可以实现灯具的不同亮度设置。

为了减少眩光问题,需要合理选择调光范围和调光频率。

3. 效率和功率因数的优化设计为了提高LED调光驱动电源的效率,采用了高效的电源拓扑结构,并在设计中合理选择元器件。

另外,为了提高功率因数,采用了功率因数校正电路,减少对电网的谐波污染。

四、实验与结果分析通过上述的设计,完成了LED调光驱动电源的搭建和实验。

结果表明,所设计的LED调光驱动电源在不同亮度设置情况下,能够提供稳定可靠的电源给LED灯具。

同时,在效率和功率因数方面也得到了较好的优化。

LED灯驱动电源的设计与制作

LED灯驱动电源的设计与制作

LED灯驱动电源的设计与制作一、引言随着LED(Light Emitting Diode,发光二极管)技术的不断发展和普及应用,LED灯的用途越来越广泛,从家庭照明到汽车照明、室内展览等各种领域。

为了保证LED灯的稳定工作和延长寿命,合理设计和制作LED灯驱动电源是非常重要的。

二、LED灯工作原理LED灯是一种半导体器件,其正常工作需要驱动电流提供能量。

普通的LED一般需要1.5至3伏电压来点亮,而电流在几毫安到几十毫安之间。

因此,LED灯的驱动电源设计既需要提供合适的电压,又需要限制合理的电流。

三、LED灯驱动电源设计原则1.稳定性由于LED灯的工作要求电源电压和电流的稳定性,设计电源时应以稳定为前提,尽量减小电压和电流的波动。

2.高效率为了节约能源和减少损耗,LED灯驱动电源的效率应尽可能高。

3.外围电路简单合理设计和制作的LED灯驱动电源应尽可能简单,外围电路的元器件数量和复杂度应尽量减少,避免电源波动和噪音干扰。

四、LED灯驱动电源的设计与制作步骤1.确定工作电压和电流要求根据实际需求,确定LED灯的工作电压和电流要求,包括额定电压和额定电流范围。

2.选择驱动电源拓扑结构常见的LED灯驱动电源拓扑结构有线性驱动、开关转换电源和共阴共阳驱动等。

根据实际情况选择合适的拓扑结构。

3.设计电路图根据选定的拓扑结构,设计合适的电路图。

包括输入滤波电路、变压器、稳压电路等。

4.选择合适的元器件根据电路图和要求,选择合适的元器件,如变压器、电容、二极管、电阻等。

5.PCB设计将电路图转化为PCB设计,包括布局和走线。

注意将高功率元器件与低功率元器件隔离,减少干扰。

6.制作和组装根据PCB设计制作线路板,并进行元器件的组装和焊接。

7.调试和测试将制作好的LED灯驱动电源连接至LED灯,进行调试和测试。

包括输入和输出电压、输出电流的稳定性等。

8.优化和改进根据测试结果,对LED灯驱动电源进行优化和改进。

主要包括提高稳定性、效率,减小尺寸和重量等。

LED路灯恒流驱动开关电源设计

LED路灯恒流驱动开关电源设计

LED路灯恒流驱动开关电源设计摘要LED照明驱动设计了恒流输出、空载保护、隔离输出及EMC等功能。

系应用于LED照明驱动的开关电源电路。

采用PWM自动调节实现恒流输出,稳压管过压锁定实现空载保护,电磁隔离和光隔离实现隔离输出。

经过多次的运行与检测,实践证明该电路恒流输出稳定,发热量低。

本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出。

可广泛适用于生活照明,商用照明。

关键词:LED驱动电源;发热低;恒流;隔离;低成本Driving switch power LED lighting designLED lighting design drive the constant-current output, the output and protection, isolation no-load EMC etc. Function. Is applied to the switch power LED lighting driving circuit. Using PWM automatic adjustment output voltage, the constant-current over-voltage protection tube, electromagnetic no-load realize locking and isolation realize isolation output isolation. After many operation and test, the practice has proved that the constant-current circuits, low heat stable output. This design, small size, fine-tuning feedback circuit can be set as the common 350mA LED drive or 700mA constant-current output. Life can be widely used in commercial lighting, lighting.Key words:Leds driving power;Fever is low;Constant flow;Isolation;Low cost目录1概述 (1)1.1选题的目的与意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3系统性能指标 (1)1.4系统组成及设计思路 (2)1.5总体功能描述 (3)2硬件电路的设计 (4)2.1电路设计 (4)2.2磁路设计 (8)参考文献 (10)致谢 (10)附录 (10)1概述1.1选题的目的与意义:全球能源紧张,提高电器的效率是行之有效的方法。

照明LED驱动电源的研究与设计的开题报告

照明LED驱动电源的研究与设计的开题报告

照明LED驱动电源的研究与设计的开题报告一、题目介绍照明LED驱动电源的研究与设计二、选题背景随着LED照明技术的逐渐成熟,LED产品在照明市场中的应用越来越广泛,LED驱动电源也成为LED照明系统中不可或缺的重要一环。

LED 照明系统的驱动电源不仅需要满足高效、稳定、可靠的特点,还需要根据LED单元的特性要求,提供精准的驱动电流,使其正常工作。

因此,研究和设计照明LED驱动电源,具有重要的理论和实际意义。

三、选题内容本文主要以LED照明系统驱动电源的研究及设计为主题,主要涉及以下内容:1. LED驱动电源原理及分类。

2. 照明LED驱动电源的设计要求与基本特性。

3. 照明LED驱动电源的拓扑结构及控制方法。

4. 电路设计与实现。

5. 实验与测试。

四、研究意义本课题的研究可帮助提高LED照明系统的效率和可靠性,为LED照明的进一步应用提供支持,推进能源节约和环境保护。

同时,本研究可为相关行业提供技术支持和参考,具有重要的应用价值和推广前景。

五、研究方法1. 文献调研:对已有的相关文献和研究成果进行梳理和分析,了解目前LED驱动电源的发展现状和主要研究方向;2. 理论研究:深入了解和研究LED照明系统的特性和驱动电源的原理,选择合适的拓扑结构和控制方法;3. 设计实现:根据研究结果,进行电路设计和实现,包括PCB设计、元器件选型和焊接调试等工作;4. 实验测试:对设计的LED驱动电源进行实验和测试,验证其性能和特点,对结果进行分析和总结。

六、预期成果1. 设计一个高效、稳定、可靠的LED驱动电源,满足照明LED单元的驱动要求。

2. 实现LED驱动电源的控制方法和拓扑结构的验证,分析比较其优缺点;3. 实验测试结果分析,验证设计方法的正确性和可行性,并提出优化和改进方案。

七、进度安排1. 第1-2周:文献调研和资料收集;2. 第3-6周:理论研究和设计方案论证;3. 第7-8周:电路设计和实现;4. 第9-10周:实验测试和数据分析;5. 第11-12周:报告撰写和总结。

大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计

大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计

大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计目前LED路灯驱动电源存在着输出功率低、转换效率差、功率因数不高、输出特性不稳定及可靠性差等问题,严重制约了LED路灯的推广使用,本文针对以上问题优化了LED路灯驱动电源电路。

采用了HV9910这款灵活简单的LED驱动器IC提供电源,PWM自动调节实现恒流输出,稳压管过压锁定实现空载保护,电磁隔离和光隔离实现隔离输出。

本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出,简化了电路的设计,提高了驱动电源的可靠性。

1、LED驱动电路研究的意义和价值LED由于节能环保、寿命长、光电效率高、启动时间按短等众多优点,成为了照明领域关注的焦点,近年来发展迅速。

由于LED独特的电气特性使得LED驱动电路也面临更大的挑战,LED驱动电路关系到整个LED照明系统性能的可靠性。

因此为防止LED的损坏,这些都要求所设计系统能够精准控制LED输出电流。

目前采用的稳压驱动电路,存在稳流能力较差的缺点,从而导致LED寿命大为缩短。

当前,直流输入LED驱动电源已经发展了较长的一段时间,电路已比较成熟,而用于市电输入照明的LED驱动电路,很多采用交流输入电容降压及工频变压器降压,电源体积过大,输出的电流稳定性差,性能很低。

目前针对市电输入的降压驱动电路是当前LED驱动市场的难点和热点。

LED照明时一种绿色照明,其驱动电源的输出功率较小,在此情况下实现电源的高效率是另一大难点。

同时,由于LED的使用寿命理论上长达10万小时,这要求驱动电源很高的可靠性。

综上,根据市场需求,为LED提供性能优良的驱动电路,具有很大的经济价值和实用意义。

2、概述大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯,但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用,因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术,对于开拓大功率LED 的新应用至关重要。

照明是人类消耗能源的一个重要方面,据研究统计,若使用固态LED光源代替传统的白炽灯和荧光灯照明,将节约全球照明能耗的50%以上,有助于缓解当前越来越紧迫的能源和环境问题。

LED路灯驱动电源的设计

LED路灯驱动电源的设计
( 中船 重 工 七 二 二研 究 所 湖北 武 汉 4 0 7 ) 3 0 9
摘 要 : 据 高 可 靠, L D 灯 主 要 性 能 要 求 , 计 一 款 输 出恒 压 恒 流 驱 动L D 灯 的 开 关 电 源 。 细描 述 该 电 源 的结 根 t E 路  ̄ - 设 E 路 详
构 及 工 作 原理 。该 电源 采 用 高频 隔 离变 压 器 , F P C控 制 器 件L 5 1 6 6 和运 算放 大 器构 成 电压 电流 双 出 。
关键 词 :功 率 因数校 正 ; 流 恒 压 :开 关 电源 ; E 恒 LD 中 图 分类 号 : M4 2 T 7 0 T 0 :N 1. 2 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :6 4 6 3 ( 0 0 0 — 1 8 0 17 — 2 6 2 1 )6 0 8— 3
i i e s o b e l e n o told i i ut T e e p r n a r s l h w t a h y t m c i v s c mb n t n o t s a y t e r ai d a d c n r l n c r i h x e me tl e u t s o h tt e s se a h e e o ia i f z e c . i s o
第1 8卷 第 6期
Vo .8 11 No6 .
电 子 设 计 工 程
El cr ni sg gne rng e to c De i n En i e i
21 0 0年 6月
J n . 01 u e2 0
L ED路 灯 驱 动 电 源 的 设 计
程 增艳 , 军 , 秀林 王 朱
Ab ta t T i p p rd sg s at p fs th n o e u p y f rL a a a o s n o tg n o sa t u r n s r c : h s a e e i n y e o wi ig p w rs p l o ED lmp t t sc n t t l e a d c n tn r t c h h a v a c e f n t n b s d o h i r e ED p we ef r n e r q i me t .T e s u t r n r c pe o h y tm s u c i a e n t e ma n d v r L o r p roma c e u r o i e n s h t cu e a d p n i l f t e s s r i e i a ay e n ti a e n d t i h e s s m s s h g —rq e c s lt n ta so e , F h p L 5 1 n o e ai n n l z d i h s p p r i e al .T y t e u e ih fe u n y ioa i r n f r r P C c i 6 6 a d p r t o m o a l e ,t e l e v l g e d a k p u u r n e d a kT i p p ra tmp s t so i t F e h oo y wi / mp i r o r a i ot e f e b c l s c re t e b c .h s a e t i f z a f e t o a s c ae P C t c n l g t DC DC h c n et ra d r ci e c n l g t r u o e w th n o rs p l i i h ref in y a d l w c n a n t n, o v r n e t rt h o o y, wo k o ta n v ls i ig p we u p y w t hg e f ce c n o o tmi a i e i f e o c h i o wh c oh a he e i h p w rfc o ,i rv d ef ci g O lc r a ew r n n u e i h ef i n y,frh r r i h b t c iv d h g o e a tr mp o e f t f ee t c ln t o k a d e s r d hg f c e c e n i i u t e mo e,

LED路灯驱动电源测试研究

LED路灯驱动电源测试研究
特 性 , 能 充分 发 挥 技 术规 范 。 的 国 家标 准 和 规 范 的 出台 , 低 才 新 极 等 内 容 。
2 1L D路灯驱 动电源产 品 电磁 兼容 ( MC . E E )
目前 , E 路 灯驱 动 电源的 标 准技 术要 展 , 进 了L D照 明产 业 的 质 量提 升 , 得 检 测 L D 促 E 使 求 逐 步 完 善 , L D 灯 驱 动 电 源的 生 产 L D驱 动 电源 产 品 的 检 测 做 到 了 有 据 可 对 E 路 E 通 过 抽 取 1 型 号 样 品 ( 品 均 为 专 业 0 样 企 业 的 产 品 质 量 水 平 提 出 了较 高 的要 求 。 依 。 L D 灯 电源 生 产 厂家 产 品 ) E 路 进行 辐 射 电磁 目前 , 对 L 针 ED路 灯 驱 动 电源 产 品 开展 骚扰 (k 3 MHz 3 MHz 0 MHz、 波 9一 0 /0 ~3 0 )谐
电 气 间 隙 、 久 性试 验 和 热 试 验 、 大 温 度 耐 最
统 路 灯 不 同 的特 点 。 E L D路 灯 的 驱动 电 源 导 体 照 明工 程 研 发 及 产 业联 盟也 发 布 了如 与 传 统 的 高 压 钠 灯 的 电 源 明显 的 不 同 , 《 B/ 0 —2 照明 用L 由 L T0 8 01 1 ED驱 动 电源 通用 于L ED芯 片本 身 的长 寿 命原 因 , 求LED路 规 范* ( B/T 0 -2 0 整 体式LE 要 及( L O 1 09 D路 灯的 灯 的 电源 必 须具 备 高 可 靠 性 、 高效 率 、 精 测 试 方 法 》 L D路 灯 驱动 电源 产 品相 关 高 等 E L D路 灯绿 色 、 保 、 E 环 节能 高效 的 优 势 。 大 的 规 范 了 LE D路 灯 驱 动 电源 产 业 的 发

LED路灯驱动电源的设计和研究

LED路灯驱动电源的设计和研究
LED路灯驱动电源的设计和研究 LOGO
运用的理论和方法
1 PFC功率因数校正: 防止电流波形畸变,防止电磁干扰,提
高功率因数。
2 软开关技术: 实现零电压开启和零电流关断,减少开
关损耗
总电路图设计
电路整体框图:
EMI滤波模块
反激式应用模块
输出整流模块
电路保护模块
总电路图
PCB布局
顶部印刷电路板布局 底部印刷电路板布局
实物图
测试结果及分析
分析数据,我们可以得出,输入市电电压,输出 恒流2.39A左右,输出功率达75.39W,能效系 数达到89.4%,功率因数高达95.8%,符合设 计要求。

总结
本文在研究了LED路灯的基础上,采用LNK420EG 芯片设计了一款高功率因数的恒流开关电源,该 电源经过测试,效率高达89.4%,功率因数更是达 到了95.8%,工作稳定,效率高,达到了设计之前 指标要求,完成了设计目标。
在设计的过程中,还是存在了很多问题。如驱动 器的频率有待进一步的提高,还有软开关技术其 实没有达到预期的效果,没有能够完全达到开关 管的零电压开启和零电流关断状态,有待进一步 的完善。电路本身有存在不足,虽然能达到预期 的效果,但是还是有一定的电磁干扰,有待下一 步的提高。由于时间的关系,没有做成可调光的 驱动电源,下一步会继续完善。
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此,我 要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过 我的同学,他们在我成长过程中给予了我 很大的帮助。本文能够顺利完成,要特别 感谢我的导师周书伟老师,感谢各位系的 老师的关心和帮助。
最后向所有关心和帮助过我的人表示真心 的感谢。
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH AND DESIGN OF LED DRIVER FOR STREET LIGHTING
Candidate: Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation: Date of Defence:
硕士学位论文
LED 路灯驱动电源的研究与设计
RESEARCH AND DESIGN OF LED DRIVER FOR STREET LIGHTING
孙希艳
哈尔滨工业大学 2012 年 7 月
国内图书分类号:TM923.6 国际图书分类号:621.3
学校代码:10213 密级:公开
工学硕士学位论文
Sun Xiyan Yang Hua Master of Engineering Electrical Engineering School of Electrical Engineering July, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
- II-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文


摘 要 ............................................................................................................. I ABSTRACT ....................................................................................................... II 目 录 .............................................................................................................. III 第 1 章 绪 论 ..................................................................................................... 1 1.1 课题背景及研究目和意义 ........................................................................ 1 1.2 路灯照明的发展历程及研究现状 ............................................................. 2 1.3 功率 LED 的电气特性 .............................................................................. 4 1.3.1 LED 的发光原理 ................................................................................ 4 1.3.2 功率 LED 的基本特性 ....................................................................... 4 1.3.3 LED 负载阵列 .................................................................................... 6 1.4 LED 驱动技术 ........................................................................................... 7 1.4.1 LED 驱动技术 .................................................................................... 7 1.4.2 恒流驱动方式 .................................................................................... 8 1.5 本文的主要研究内容 ................................................................................ 9 第 2 章 大功率 LED 驱动器中的 APFC 技术 ..................................................... 11 2.1 功率因数校正技术 ................................................................................. 11 2.2 PFC 控制器工作原理分析 .................................................................... 14 2.3 PFC 电路参数设计 ................................................................................ 15 2.3.1 Boost 电感的设计 ............................................................................. 16 2.3.2 功率开关管的选取 .......................................................................... 18 2.3.3 二极管的选择 .................................................................................. 18 2.3.4 输出滤波电容的选择 ....................................................................... 19 2.3.5 电流检测电阻 .................................................................................. 19 2.4 本章小结 ................................................................................................ 20 第 3 章 谐振 DC-DC 直流变换器 .................................................................... 21 3.1 LC 谐振 DC-DC 变换器电路 ................................................................... 21 3.2 LC 谐振 DC-DC 变换器工作原理 ........................................................... 21 3.2.1 LED 阵列负载模型 ........................................................................... 21 3.2.2 谐振变换器的工作原理 ................................................................... 22 3.2.2 LC 谐振 DC-DC 变换器工作模态分析 ............................................. 25
-I-
global energy crisis and environmental problems exacerbated, the concept of energy saving and emission reduction has been firmly established. The meaning of developing efficient and environmental green lighting products is self-evident. As the technology on LED become more and more robust, LED lighting technology has become the most promising lighting system, especially in road lighting system. The LED driver is an important guarantee for the development of LED product. In the process of promoting LED lighting, however, there are some problems: the power factor problem, driving mode, arrangement of LEDs, the fault diagnosis and control strategies. Based on this problem this essay makes a study of some problems in LED driver technology. Then design a 120W digital LED SMPS. The topologica of LED SMPS contains two power structure: power factor correction and DC-DC converter. First, the paper analyzes the principle of power factor correction techniques, makes a detailed analysis of the critical conduction mode of Boost circuit.Then complete the calculation of circuit parameters and the design of the controller based on MC33262. Secondly, the paper analyzes the LC resonant converter, then establishes the model of LED load. On this basis, this paper use fundamental method to analysis the circuit and discusse the implementation of the soft-switching conditions. Also, complete the calculation of the passive parameters and the design of controller. To the open-circuit fault of LEDs, we propose a open-circuit auto-detection circuit. The output current of the driver can be adjusted according to the number of the strings in the open-circuit state. Then the current of a single LED ring can keep a constant value even when the number of working LED strings is changed. The input voltage is 85Vac ~ 265Vac. The output voltage is 47V-50V and ouput current is a constant current of 2.64A when in full load. The experimental results verify the control method proposed in the paper. The design of the prototype has a good dynamic performance and stability. Keywords : LED driver, PFC, resonant DC-DC converter, constant current mode, short-circuit detection; short-circuit protection
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