LED照明系统直流开关电源设计
LED显示屏5V40A200W专用开关电源设计

LED显示屏5V 40A专用开关电源设计1 参数:输入电源:220V输出电源:5V 40A2开关电源的组成开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。
如果细致划分,它包括:输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F 转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。
实际的开关电源还要有保护电路、功率因数校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。
图1是开关电源原理框图:图1 开关电源原理框图2.1 输入电路包括线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路三部分。
作用:把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
典型电路如图2所示:图2 输入电路该电路包含滤波电路、浪涌电流抑制电路及全波整流电路。
输入电路各电容C11、C12、C13 用于滤波,滤除高频噪声;电抗器L11 用于浪涌抑制;电容C14、C15、C18 用于去耦。
输入220VAC 电压经过全波整流,产生变换器所需要的直流电压,及提供控制电路必须的工作电源。
J21 为短路线,TH 为过流电阻,当发生过流时,器件熔断。
2.2 功率电路基本原理市电220V的交流电经输入电路整流滤波后,已变为直流电(带脉动),从该直流电到输出之间的电路可简单等效为一个单管隔离降压变换器。
如图3所示:图3 功率电路基本原理为防止变压器T磁饱及快速恢复,原边使用了简单的R1C1释放电路。
副边VD1 整流,VD2 续流,C2去耦,L、C4滤波,R3C3、R4为辅助泄放通路。
当然实际电路比这个要复杂的多,复杂的原因主要是因为加入了保护电路、反馈电路、控制电路等。
下面具体讲述实际应用的电路。
2.3 变压器及控制部分供电电路变压器周边电路以及给控制电路供电的电路如图4所示:图4 变压器及控制部分供电电路本电路中的变压器T11就是图3中的变压器T,其中1-3绕组为原边主绕组(即图3中的N1绕组),6-7绕组为副边输出绕组(即图3中的N2绕组),4-5绕组为原边辅助绕组,主要给控制电路提供电源。
led驱动电源设计方案

LED驱动电源设计方案引言LED(Light Emitting Diode)作为一种新型的照明方式,具有低功耗、高亮度、长寿命等优点,被广泛应用于室内外照明、显示屏、汽车照明等领域。
为了满足不同LED照明产品的需求,设计一个高效稳定的LED驱动电源是非常重要的。
本文将介绍一种基于开关电源的LED驱动电源设计方案,通过选取合适的元件和控制策略,实现高效稳定的电源输出,满足LED照明产品的要求。
设计要求在设计LED驱动电源时,需要考虑以下要求:1.输入电压范围:AC 110V~220V2.输出电压:DC 12V3.输出电流:最大1A4.功率因数:大于0.95.效率:大于90%6.过流保护:在输出电流超过额定电流时能够自动断开输出,并保护LED免受损害。
7.温度保护:在高温环境下能够自动降低输出功率,防止电源过热。
8.体积小巧、可靠性高、成本低。
设计方案1. 选择开关电源拓扑结构开关电源是一种高效的电源设计方案,通过采用开关元件(如MOSFET)实现开关操作,能够提供高转换效率和稳定的输出电压。
在LED驱动电源设计中,常用的开关电源拓扑结构有Boost、Buck、Buck-Boost等。
根据设计要求,选择Buck拓扑结构。
2. 开关电源元件选取•开关管:选择功率MOSFET,具有低导通压降和低开关损耗,确保高效率。
•控制芯片:选择高性能的开关电源控制芯片,提供频率可调的PWM控制信号,并具有过流、过压、温度保护等功能。
•输入滤波电容:选择合适的电容,滤除输入电压的高频噪声。
3. 输出电压和电流控制•输出电压控制:在Buck拓扑结构中,通过控制开关管的开关时间,调整输出电压。
控制芯片提供的PWM信号能够实现精确的输出电压控制。
•输出电流控制:通过在输出回路中添加电流检测电阻,将电流转换为电压信号,然后反馈给控制芯片。
控制芯片根据反馈电压调整PWM信号,实现输出电流稳定。
4. 过流保护和温度保护•过流保护:通过在回路中添加一个过流保护电路,当输出电流超过额定值时,过流保护电路将自动断开输出,保护LED免受损害。
LED照明驱动电源设计

LED照明驱动电源设计1. 引言近年来,随着环保意识的提高以及节能政策的实施,LED照明在居民和工业领域中得到了广泛的应用。
而要保证LED灯光的正常运行,一个稳定可靠的驱动电源是必不可少的。
本文将探讨LED照明驱动电源的设计原理、技术要点以及市场现状。
2. LED照明驱动电源的原理LED照明驱动电源的原理是将交流电转换为直流电,并提供合适的电压和电流给LED灯。
其中,直流稳压的设计是关键。
常见的驱动电源有恒流驱动和恒压驱动两种方式。
恒流驱动可保证LED灯的亮度稳定,而恒压驱动则能适应不同数量和类型的LED灯串联。
3. LED照明驱动电源的设计要点(1) 电源效率:高效的电源设计可以降低能源消耗并减少热量产生,提高LED照明系统的可靠性。
(2) 稳定性:驱动电源应具备较高的稳定性,防止电压波动和电流过大对LED灯的损害。
(3) 电流精度:精确控制电流可确保LED灯的亮度均匀一致,防止闪烁和过亮现象。
(4) 故障保护:驱动电源应具备过压、过流和短路保护功能,以提高LED照明系统的安全性和可靠性。
(5) 散热设计:合理的散热设计可延长驱动电源的寿命,提高LED灯的稳定性和可靠性。
4. LED照明驱动电源的市场现状目前,LED照明驱动电源市场呈现出快速增长的趋势。
随着LED技术的不断发展和应用范围的扩大,市场对高效、稳定、可靠的驱动电源的需求也在不断提升。
同时,随着智能家居和智能照明的兴起,对驱动电源的智能化要求也越来越高。
5. 未来展望随着科技的发展和人们对绿色节能产品的追求,LED照明驱动电源市场将持续增长。
未来,驱动电源厂商将致力于提高电源效率、增强故障保护功能以及实现更智能化的控制方式。
同时,与LED照明灯具的整合也将成为未来的发展趋势。
结论在LED照明的发展过程中,驱动电源的设计起着至关重要的作用。
一个优秀的LED照明驱动电源不仅能保证LED灯的正常运行,还能提高灯具的亮度、寿命和用户体验。
随着技术的发展和市场需求的变化,今后的驱动电源设计将更加注重高效、稳定、可靠和智能化的发展方向。
毕业设计论文—LED照明恒流驱动电源的设计-精品

精品毕业论文下载尽在我的主页兰州工业学院毕业设计(论文)题目 LED照明恒流驱动电源的设计系别电气工程系专业电气自动化技术班级电自09-1班姓名学号指导教师(职称)日期2012年2月27日摘要本次设计为LED的照明恒流驱动电源,系统大致分为五个模块:单片机控制模块、数模(D/A)转换模块、恒流源模块、模数(A/D)转换模块、显示模块。
单片机控制模块以单片机AT89S52为核心,通过键盘预置电流值,单片机输出相应的数字信号给D/A转换器,D/A转换器输出的模拟信号送到运算放大器,通过恒流源控制主电路电流大小。
实际输出的电流再通过采样电阻采样变成电压信号,经A/D转换后将信号反馈到单片机中。
单片机将反馈信号与预置值比较,根据两者间的差值调整输出信号大小。
显示模块采用LED显示屏与8255连接设计成10进制8位数码动态显示电路。
键盘模块采用常见4×4矩阵键盘,用动态扫描方式读取外部按键动作,这样设计可靠,配合AT89S52单片机可以很轻松的实现按键输入。
此外,本设计可实现输出电流100~1000mA且有步进调整功能。
关键词:单片机;键盘控制; D/A转换;恒流源; A/D转换;译码显示ABSTRACTThe design for the LED lighting constant current driver, the system can be divided into five modules: a single-chip control module, D / A( D / A ) conversion module, a constant current source module, module ( A / D ) conversion module, display module. Single chip control module on AT89S52 single-chip microcomputer as the core, through the keyboard to preset current value, the output of the single chip digital signal corresponding to the D / A converter, D / A converter output analog signal to the operational amplifier, through a constant-current source control main circuit current size. The actual output current through the sampling resistor sampling is changed into voltage signal, the A / D conversion signal feedback to the mcu. MCU feedback signal and the preset value will be compared, according to the difference between the two output signal for adjusting the size of. Display module using LED display screen and the 8255 connection is designed into 10 binary 8 bit digital dynamic display circuit. Keyboard module uses a common 4 x 4 matrix keyboard, using dynamic scanning mode to read the external button action, so the design of reliable, with AT89S52 MCU can easily achieve the key input. In addition, the design can realize the output current of 100 ~ 1000mA and step adjustment function.Key words: single chip microcomputer; keyboard control; D / A conversion; constant目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 LED发展现状及应用意义和前景 (1)1.2.1国内外应用及发展现状 (1)1.2.2 课题研究意义 (2)2 总体结构设计与论证 (4)3 硬件电路设计 (7)3.1 单片机模块的设计 (7)3.1.1 单片机的选择 (7)3.1.2 AT89S52单片机功能特性描述 (7)3.1.3 AT89S52引脚功能描述 (7)3.1.4 AT89S52基本连接图 (10)3.2 D/A与A/D电路设计 (10)3.2.1 D/A转换器 (10)3.2.2 A/D转换器 (12)3.3 显示模块设计 (14)3.3.1 显示模块方案论证 (14)3.3.2 LED显示器的工作原理 (14)3.3.3 显示模块电路 (16)3.4 键盘模块方案 (17)3.4.1 方案论证 (17)3.4.2 键盘模块的电路 (18)3.5 恒流源模块的设计 (19)3.6 稳压电源电路 (21)4 软件设计 (23)4.1 编程语言描述 (23)4.2 主程序流程图 (23)4.3键盘处理程序 (23)4.4 显示处理程序 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 绪论1.1 引言近年来,世界范围内的能源短缺和环境污染问题越来越严重,节能减排成为全世界共同关注的研究课题。
LED照明驱动开关电源设计

LED照明驱动开关电源设计引言:随着LED照明技术的发展,LED照明驱动开关电源的设计成为当前研究的热点之一、因为开关电源相比于线性电源具有高效率、小体积、轻重量等优势,被广泛应用于各种照明设备中。
设计要求:1.输出电压范围:12V;2.输出电流范围:0-1A;3.输入电压范围:100-240V;4.输出电流波动小于5%;5.效率大于80%;6.稳定性好,可靠性高。
设计方案:1. 开关电源拓扑结构选择:Boost型;2.选择合适的功率开关管和大电感元件;3.设计合适的输出电压反馈电路;4.选择合适的控制芯片;5.合理设计电源输入和输出滤波电容;6.添加过流、过压、过温等保护电路。
具体设计过程:1.电源拓扑结构选择:根据所需的输出电压和电流范围,选择Boost型拓扑结构,因为它能够提供较高的输出电压。
2.功率开关管和大电感元件选择:选择合适的功率开关管和大电感元件可以保证系统的工作效率和稳定性。
根据输出电流的要求,选择合适的功率开关管,同时根据开关频率和电感电流波动大小,选择合适的大电感元件。
3.输出电压反馈电路设计:设计一个反馈电路来控制输出电压的稳定性。
可以采用基于光耦的反馈电路,通过测量输出电压,并经转换后对控制芯片进行反馈,来实现稳定输出电压。
4.控制芯片选择:选择合适的开关电源控制芯片来调节开关管的驱动信号,以控制输出电压和电流的稳定性。
控制芯片需要具备过流、过压等保护功能。
5.输入和输出滤波电容设计:设计一个合适的输入滤波电容以减小输入电压的波动。
同时,设计合适的输出滤波电容以减小输出电流的波动。
6.保护电路设计:为了增加开关电源的可靠性,设计过流、过压、过温等保护电路来防止电源发生故障。
结论:LED照明驱动开关电源设计需要考虑多个因素,包括输出电压和电流范围、输入电压范围、效率、稳定性等。
采用Boost型拓扑结构,选择合适的功率开关管和大电感元件,设计合适的输出电压反馈电路,选择合适的控制芯片,合理设计电源输入和输出滤波电容,以及添加过流、过压、过温等保护电路,能够设计出高效率、稳定性好、可靠性高的LED照明驱动开关电源。
开关电源与led照明的设计计算精选

开关电源与led照明的设计计算精选开关电源与LED照明在当今的照明应用中扮演着至关重要的角色。
充满活力的LED照明技术通过其高效、环保和寿命长的特点赢得了广泛的市场份额。
而作为LED照明应用的核心,开关电源的设计计算则显得尤为重要。
本文将深入探讨开关电源与LED照明的设计计算精选,帮助我们更好地理解这个主题。
一、开关电源的基础知识1. 什么是开关电源?开关电源是一种通过高频开关管控制和调节能源流动的电源设备,具有高效能,低功耗和稳定性好的特点。
它是LED照明领域中最常用的电源类型。
2. 开关电源的工作原理开关电源主要由输入电流稳压变压器、整流器、滤波器、调节器等多个模块组成。
其工作原理是先将交流电转换为直流电,再通过高频开关管进行开关翻转,通过整流和滤波等步骤后,将直流电转换为适合LED照明工作的稳定电流。
3. 开关电源的设计要点- 输入电压范围:开关电源需要适应不同电压的输入,因此需要考虑输入电压范围的设计。
- 输出电流和功率:根据LED灯具的功率需求来设计输出电流和功率的大小。
- 效率和功率因数:高效能是开关电源的关键,考虑效率和功率因数的设计,可以保证电能的最大利用和降低能源损耗。
- 稳定性和抗干扰能力:开关电源需要具备良好的稳定性和抗干扰能力,以保证LED照明的正常工作。
二、LED照明的设计要点1. LED照明的基本知识- 什么是LED照明?LED(Light Emitting Diode)是一种固体发光装置,具有能耗低、寿命长、色彩丰富等特点,因此被广泛应用于照明领域。
- LED的特点:高效能、环保、寿命长、色彩丰富和响应速度快等。
2. LED驱动电源的设计要点- 输出电流和功率:根据所需的照明功率来设计输出电流和功率的大小。
- 电流精度和稳定性:由于LED的亮度与电流直接相关,因此需要设计具备较高电流精度和稳定性的LED驱动电源。
- 调光和调色:根据照明场景的需求,考虑设计支持调光和调色功能的LED驱动电源。
LED闪光灯的直流-直流稳流电源电路设计

2016届毕业设计说明书(论文)LED闪光灯的直流-直流稳流电源电路设计院、部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:黄三伟职称高级实验师专业:电气工程及其自动化班级:完成时间:2016年6月摘要随着全球资源短缺、环境污染问题的日益严重,节能、绿色和环保问题已成为当今人类社会面临的严峻课题。
LED灯是一种具有显著节能效果的半导体发光器件,因其多方面的优势目前正在取代包含照相机闪光灯在内的应用场所中的传统照明灯具。
由于LED灯工作时的散热等要求需要对其进行恒流控制,而且照相机工作电压较低,因而设计一种LED闪光灯的直流-直流稳流电源电路就有现实的必要性。
针对于设计任务的相关问题,在调研与文献查阅的基础上进行了整体方案的确定,系统采用AT89S52单片机作为主控芯片,以单片机最小系统为主构成测控回路,一方面是实现对主电路需要的输出电压与输出电流的设定值进行数字化给定;其二是对来自于主电路的实际输出电压与输出电流在经过取样、信号调理、TLC2543芯片进行A/D转换后通过LCD进行显示;其三是将主电路输出电压的设定值通过一片TLC5615芯片进行D/A转换后作为基准电压,送给PWM脉冲控制芯片SG3524的同相输入端,而实际的输出电压则反馈到SG3524的反相输入端,形成电压反馈控制,从而实现对直流斩波电路的PWM电压控制;其四是将主电路输出电流的设定值通过另一片TLC5615芯片进行D/A转换后作为恒流控制基准,送给由运算放大器OP07构成的比较运算电路的一个输入端,而实际的输出电流则反馈到OP07的另一输入端,形成电流反馈控制,从而实现对输出负载电流的恒流控制。
设计中完成了系统硬件电路设计和程序设计,相关的内容在基于MATLAB和Proteus的仿真环境下进行了数字仿真,仿真结果显示达到了课题的设计目标与要求,也验证了设计内容的正确性,当然在系统整体效率、硬件电路设计等方面还存在着可以改进的地方。
直流开关电源的设计

直流开关电源的设计1. 引言直流开关电源是一种根据输入电源的电压转换为特定输出电压的电源装置,常用于电子设备、通信设备和工业设备中。
本文将介绍直流开关电源的设计原理、关键参数和设计步骤。
2. 设计原理直流开关电源设计的核心是使用开关元件(如MOSFET)进行电压转换。
其工作原理如下:1.输入电压通过整流电路进行整流,并经过滤波电路去除杂散波动,得到一个平滑的直流电压。
2.转换电路使用开关元件将直流电压转换为高频脉冲信号。
3.输出滤波电路平滑高频脉冲信号并降低输出电压纹波。
4.控制电路根据输出电压反馈信号控制开关元件的导通和断开,以维持稳定的输出电压。
3. 关键参数在直流开关电源设计中,有几个关键参数需要考虑:3.1 输入电压范围输入电压范围决定了直流开关电源能够适应的外部电源情况。
一般情况下,输入电压范围应根据应用需求选择合适的数值范围。
3.2 输出电压和电流输出电压和电流是直流开关电源的最重要的输出参数。
根据不同的应用需求,需要确定合适的输出电压和电流数值。
3.3 效率直流开关电源的效率是指输出功率与输入功率之间的比值,通常以百分比表示。
高效率是设计过程中需要追求的目标之一,可通过优化电路拓扑和选择合适的元件来提高效率。
3.4 纹波与噪声直流开关电源输出电压的纹波和噪声对于一些敏感的应用来说是非常重要的指标。
纹波是指输出电压的小幅度波动,而噪声是指随机的杂散信号。
设计过程中需要注意控制纹波和噪声,以满足不同应用的需求。
4. 设计步骤以下是直流开关电源的设计步骤:4.1 确定输出电压和电流需求根据具体的应用需求,确定直流开关电源的输出电压和电流数值。
4.2 选择开关元件根据输出电压和电流要求,选择合适的开关元件,如MOSFET。
4.3 设计输出滤波器设计输出滤波器以降低输出电压的纹波和噪声。
可以使用电容和电感元件组成滤波器。
4.4 设计控制电路设计控制电路以测量输出电压,并根据反馈信号控制开关元件的导通和断开,以维持稳定的输出电压。
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LED照明系统直流开关电源设计发表时间:2019-12-06T09:21:32.037Z 来源:《基层建设》2019年第25期作者:赵国璋[导读] 摘要:今年,垃圾分类的活动在国内掀起了一场绿色环保风暴,现如今地球的资源变得越来越少,环境污染方面的问题一天比一天严重了,怎么样才能做到节能减排、绿色环保是现今人类需要面对的一个比较紧急的课题。
江苏海伦石化有限公司江苏 214444摘要:今年,垃圾分类的活动在国内掀起了一场绿色环保风暴,现如今地球的资源变得越来越少,环境污染方面的问题一天比一天严重了,怎么样才能做到节能减排、绿色环保是现今人类需要面对的一个比较紧急的课题。
当下LED灯是一个节能的效果特别明显的照明用具,因为它在很多方面的优势比较明显,传统的照明方式逐渐在被其取代。
但是LED灯在照明的时候对于散热、寿命等方面会有相当严格的要求。
所以需要一个对其散热、寿命等要求进行恒流控制,所以对于探讨LED灯的直流开关电源电路应该如何设计以及怎么设计效用最大是非常有必要的。
本次设计预期要求:输入电压3.0V~3.6V;我们可以假设输出电流有100和150以及200mA三档,输出的最高的电压应该在10V以上,输出的最低电压就是0V(此时输出处于短路状态);我们范围必需要保持在规定的输出的输出电压和输入电压之间,输出电流的误差尽可能要保持在10%以内;如果出现等效直流负载电阻特别大的情况,输出电压限幅值不可以高于10.5V;当输出电流等于200mA,输出电压等于10V时,效率不应该低于70%。
关键词:LED;直流开关电源;电源电路设计。
引言因为城市现代化和经济化的脚步加快,能源的消耗越来越多了,由于许多能源的不可再生性、局限性,所以能源危机就诞生了。
与此同时,二氧化碳的排放量日益增加这导致了全球变暖。
现如今,如何节能减排已经是一个国际社会的热点话题了。
照明一直占着能源消耗的大头,世界上的总的能源的消耗中照明就占据了五分之一左右,所以提高照明的效率对节约能源有着非常重要的作用。
照明系统的效率究竟该怎么提升,照明用具如何做到绿色环保,照明系统的寿命如何能够得到延长,答案就是LED照明系统。
LED照明系统和我们传统的照明以及其他的照明对比之下有以下这些优点:第一,LED照明在节能方面的效果和传统的照明方式来比较更加具有高效性。
比如说,传统的白炽灯能够达到的真正的光效也只能达到百分之二十,就连节能灯最多也只能待达到百分之五十左右的光效,这大大损耗了电能,与此同时,这些灯光线中还存在大量的光辐射。
但是LED的光效是这些普通照明光效的二至四倍,而且它的功耗非常低,相比于传统光源节约了近百分之八十的电能。
第二,LED照明系统的寿命更加长一些。
因为LED属于固体冷光源,所以灯丝可能会发光发热甚至极易出现燃烧、热沉积或者光衰等其他照明系统会出现的缺点是不会存在于LED照明中的,使用的寿命可以达到6万小时甚至10万小时,至少是传统照明光源的寿命的十倍。
所以LED的超长寿命和经久耐用性,就大大地减少了维护和更换的费用,随之成本也降低了。
第三,LED光源更加绿色环保。
比如说现在仍然在广泛被使用的荧光灯,它的光源里面存在着汞元素,这种元素长期使用会对于人体的伤害特别大,况且这种荧光灯不仅仅在于发光过程中有危害,甚至在被废弃以后对于环境也造成了特别大的破坏。
而LED因为使用冷光源是零辐射的,在使用的过程中就不会产生有害的物质,并且其在光谱中并不会产生紫外线和红外线。
综上述三点论述得出LED光源具备的这些优点决定了其的应用前景和市场是非常广阔的,是能够成为照明领域的最受欢迎的照明系统。
然而,如何应用好LED照明,还需要设计一套合适的电源开关设计。
单从理论上来说,一个LED照明用具可以使用的时长最少能够达到6万小时,但是在我们现实的生活的使用中,因为很多关于开关电源的设计不当以及并不合适的驱动方式,LED照明用具忽明忽暗,大大降低了它的使用寿命。
现在很多生产LED灯的生产商对于LED灯供电所采用的方法基本上都是阻容降压,其实这样的技术方法是没有什么效率的。
在生产LED产品的时候必须要根据当前产品的需求以及它能够应用的场合,设计合理的直流电开关电源,这样LED照明灯具的效率才会变高,才会更加可靠,LED照明系统的优势才会更加突出。
1 直流开关电源相关概念1.1 内涵直流开关电源就是用通过电路控制开关管让交流电源经过变压器之后转化为高频的直流电源的一种开关电源,这样就能够产生一组更甚至多组的电压。
之所以可以实现高频交直流电压之间的转化的原因是变压器在变压电路中的效率超出了常规效率,所以变压器的面积可以做到最小化,在运行的时候热量并不会散发出很多,相对来说成本也是比较低的。
1.2 电源组成(1)输入滤波器:它的作用就是有效的过滤掉电网里面存在的杂波,与此同时也要阻止本机的杂波进入到公共电网。
(2)整流与滤波:它的作用就是把电网里面的交流电源转化成直流电源,为了下一级能够变换提供了条件。
(3)逆变:它的作用就是把上一步整流以后的直流电再进一步转化为高频交电流,这对于开关电源来说是最为核心的一个部分,逆变的频率越高就代表着体积、重量和输出功率之间的比值就会越来越小。
(4)输出整流与滤波:它的作用是基于负载的基础上,提供安全、稳定、可靠的直流电源。
2 LED的直流开关电源的设计2.1 LED直流开关电源的主电路设计根据LED照明系统需要设计的直流开关电源的要求,本文设计出了如图3-1的直流开关电源的主电路框架图,虚线以上为开关电源的主电路,虚线以下为开关电源的控制回路。
图3-1 直流开关电源的主电路框图本电源采用PWM 拓扑,原边加箝位二极管,三相交流输入整流后,加LC滤波,以提高输入功率因数,主功率管选用IGBT,控制电路采用UC3875移相控制专用集成芯片,电流电压双闭环控制。
2.2 LED直流开关电源中的降压斩波电路的设计Buck型开关调整器也称降压斩波电路。
它的存在就是为了来解决关于线性调整器在运行过程中会出现的一些问题。
降压斩波电路不需要串接输出晶体管,只要能够在输入和输出之间放置一个高速开关切换的开关管,将输入的直流电压斩成方波,并通过调节PWM脉冲的占空比来调节方波的参数,然后通过一个低通输出功率滤波器来得到相对稳定的直流输出电压。
因为降压斩波电路的组成结构特别简单,不需要特别复杂或者相对来说特别大的元件等等,所以相对应的电源的体积也不会特别大,因此这种方式可以被大规模的推广以及使用的。
开关管通常工作在饱和区或截止区,导通压降小,损耗也很小,所以对于提高向率方面优势很大,最好的效果甚至可以达到达到80%~95%。
系统还引入了负反馈,通过将输出电压的变化反馈到PWM脉冲产生芯片SG3524,来调节PWM脉冲的导通占空比,从而使输出电压保持相对稳定。
如下图3-2所示,功率管开通时,电源给负载供电同时给电感充电,电感起储存电能的作用。
功率管关断时,电感储存的能量通过续流二极管形成闭合回路,为负载供电。
图3-2 降压斩波电路我所设计的LED照明系统所用的降压斩波电路如下图3-3所示。
电路中需要确定参数的元器件有功率管、电感、电容、续流二极管、负载电阻值的确定,其参数确定如下:(1)负载电阻:因为当输出电压为14V时,输出电流为0~0.2A。
所以由欧姆定律可得负载电阻值在70Ω以上,因此负载电阻值取70Ω。
(2)功率管:当功率管截止时,回路通过二极管续流,此时功率管两端承受最大正压为14V;而当α=1时,电流值最大为0.2A。
故需选择漏极最大连续电流>0.2A,最大漏源电压>14V的功率管。
选择功率管的型号为IRF9540。
(3)二极管当:α=1时,其承受最大反压14V;其承受最大电流趋近于0.2A,故需选择≥14V,≥0.2A的二极管。
因此选择续流二极管的型号为SS54。
(4)电感:为了避免电流断续根据经验选择大电感L为100μH。
(5)电容:加在电容两端的最大电压为14V,故选择470μF,耐压值为25V的电容。
图3-3 系统降压斩波电路由上图一可以知道,负载电压的平均值为为功率管在关断状态的时间;为功率管在导通状态的时间;T为开关周期;为导通占空比,简称占空比或导通比。
由公式1可以得出,负载上的电压平均值最大为E,若将占空比减小,则负载上的电压平均值也会随着减小。
2.3 输入整流滤波电路设计本设计采用的整流桥的工作频率是50赫兹,电压是380伏特,那么整流桥的最大输出电压就是456伏特,整流二极管的峰级电压就是640伏特,此时还应该取百分之五十的裕量就为960伏特,根据实际电压等级,本设计采用的是1200伏芙蓉整流桥。
与此同时我们假设LED系统的最大效率为80%,那么整流桥的电源输出率是1375瓦,交流电压最多输出304瓦,最大输入线电流即为2.61安,此时的输入整流电容是410V。
2.4 LED直流开关电路的安装调试在本设计里面,直流开关电源的安装调试是非常重要的,这能够能够更为直观的感受到本课题所设计的电路是否会取得预期。
在测试直流开关电源电路时我们所采取的工具就万用表,用表针轻轻接触元件的引脚,防止电路短路引起的线路板被烧坏等一系列问题。
在调试的过程中前期的开关电源的功率非常大,,但是在正负端有一瞬间的短路之后功率就变得正常了,但是当把LED照明用具连接上去的时候电源的电压一下子就下降了,电源输出的电流也是非常小,这个时候我才发现是控制芯片损坏了,换了一个新的芯片以后,电源输出的功率还是很低,很有可能是其他元件有损毁。
在直流开关电源里面,电感气到了滤波的作用,因为线圈中通过电流的时候会产生磁场,周围会有磁力线,磁力线会在线圈两端产生感应电势,继而产生感应电流,这会阻止到磁力线的变化。
所以从客观事实方面而言,电感线圈有阻止电流变化的特性。
但是如果电感被损坏了,经过它的直流电示数就会急剧下降,所以控制芯片上所能输出的电流也会很小,所以从理论上来分析应该是电感被损坏了,果然换了一个新的电感之后,电路运行正常。
3 结论总之,经过多次检验上述的过程之后,此次的毕业设计从理论上来说相对还是比较成功的,设计的效果和设计的要求是比较贴近的,也具有一定的实际运用意义。
除了实际技能方面受到了锤炼之外,我对于书本上的理论方面的知识也有了更加深刻的理解,这不仅仅是对于书本固有知识的实践,也包含了一些技术方面的创新,我能够慢慢的从整体方面系统地来思考相关问题了。
唯一让我觉比较遗憾的是在时间方面和我所能够使用到的工具方面等的条件是有限的,使得我没有办法更加深入了解,这次的毕业设计让我对直流开关电源的原理、工作条件和性能等等了解更加加深。
参考文献:[1]吴年祥.LED闪光灯电源的研究与设计[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2016,01:86-98.[2]王帅.无电解电容器AC/DC LED驱动电源的研究与设计[D].华东交通大学,2018.[3]姜忠龄,宋婧婧,孙晓智.LED的特性及驱动电源的发展趋势初探[J].科技风,2018(22):182.。