基于fpga的数字式可调光led驱动电源设计

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1、隶南y大·粤硕士学位论文万方数据基于FPGA的数字式可调光LED驱动电源设计2014年6月万方数据THEDESIGNoFADIGITALDIMMABLELEDDRIVERBASEDoNFPGAAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYGEShangSupervisedbySupervlsedbyProfessorLUSheng一1i—June2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中

2、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。—廿研究生签名：塾堡日期：丝!!：6：!垒东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包

3、括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。．s-■研究生签名：鱼土导师签名：万方数据摘要随着世界性能源危机和环境污染问题的日益严重，LED以其节能、环保、高可靠性等特点得到越来越多的关注，正逐步代替传统照明设备成为第四代照明光源。调光功能的加入使其在节能环保方面的优势更加明显，并且可大大提高照明舒适度。所以，可调光LED驱动电源设计己成为照明驱动领域的热门课题。本文阐述了可调光LED驱动电源课题的研究背景和意义以及目前国内外LED驱动电源的发展现状，介绍了可调光LED驱动电源设计中涉及的功率因数校正(PFC)技术，单级PFC反激变换器等关键技术，分析了模拟调光、可控硅(TRIAC)调光

4、和脉宽调制(PWM)调光等调光技术的原理及优缺点。针对目前调光电路普遍采用开环控制而难以获得高控制精度的问题，本文提出了一种闭环控制调光方法，将LED照度采样反馈，并通过FPGA设计数字PID算法控制调光信号，大幅提高了调光控制精度。在此基础上，设计了一款基于FPGA的数字式可调光LED驱动电源，实现了高精度的PWM调光控制。该驱动AC／DC级采用单级PFC反激变换器作为主拓扑结构以获得较高的功率因数。DC／DC级采用降压拓扑结构，实现对LED的恒流驱动；并且提供PWM调光接口，实现PWM调光。最后制作并测试了可调光LED驱动电源样机，采集了关键波形和数据，并对其进行了分析。测试结果表明：在

5、输入交流电压范围为85V～264V时，样机能够稳定工作，满载时输出平均电流为1．75A。在220V输入下，效率达87％，PF值达到0．93：调光范围0～100％，调光比5000：1，数字调光精度达到0．02％，达到了预期设计指标。关键词：LED驱动，单级PFC反激变换器，PWM调光，闭环控制，数字Pill)调光算法垒!塑型——万方数据——————————————————————————————————————————————————————————————一。AbstractWiththeprobleIllsoftheglobalenergycrisisandenvironmentalpol

6、lutionbecomingincreasinglys舐ous，LEDgetsmoreandmoreattentionforitscharacteristicsofenergy‘saving，environmentalprotection，hi曲reliability,whichwillreplacetraditionallightingdevicestobecomethefourthgenerationli窒msource．Theintroductionofdimmingfunctionmakestheadvantagesofenergysavingander№mnentalprotect

7、ionevenmoreobvious．Moreover,lightingcomfortCallbegreatlyimproved·Therefore．dimmableLEDdriverdesignhasbecomeahottopicinthefieldoflightingdriver．Tllisthesisdescribesthebackgroundandsig面ficanceofdimmableLEDdri