探索led恒流驱动电源的研究与设计

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1、北京交通大学硕士学位论文LED恒流驱动电源的研究与设计姓名：刘彬申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：魏学业20090601中文摘要摘要：在能源危机和气候变暖问题越来越严重的今天，节能与环保已成为社会焦点议题。LED具有高效、节能、环保、寿命长等特点，若能以LED照明取代目前低效率、高耗能的传统照明，无疑对缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题起到举足轻重的作用。由于LED自身的伏安特性及温度特性，使得LED对电流的敏感度要高于对电压的敏感度，这就要求用专门的电源来驱动LED。本文针对LED特有的电学特性，研究设计了一种精确高效的恒定直

2、流驱动方案。本文在LED驱动电源设计中应用Buck型开关变换器作为主电路，详细分析了Buck变换器工作原理，研究了状态空间法在开关变换器的应用，并在连续导电模式下(CCM)对Buck变换器进行了小信号分析。在此基础之上，分析了峰值电流型Buck型驱动器的工作方式原理，并对其建模及仿真，得出良好的动态特性与稳定性。但峰值电流控制中峰值电感电流与预期电流平均值仍有相对较大误差。为了能够满足交流输入的需求，论文设计了斩波降压的电路，分析了电路的工作原理，并对电路性能进行了功能仿真。针对峰值电流驱动电路存在电流控制精度不足的缺点，论文引入了基于PID的控制方法，

3、并详细介绍了补偿电路及控制电路的设计。最后对PID控制的峰值电流控制驱动器建立了小信号电路模型，进行了稳态分析，导出了传递函数。通过对其时域、频域仿真分析，验证了理论分析的J下确性。在完成电路原理分析与电路设计的基础之上，设计制作了LED恒流驱动电源，并对其进行了性能测试。测试结果满足了预先设计的目的。关键词：LED驱动电源；开关变换器；状态空间平均法；PID控制；小信号模型；分类号：TP302j量立交道太堂亟±堂焦i佥塞△旦S!B△￡!ABSTRACTABSTRACT：Nowadaystheenergycrisisandglobalwarmingpro

4、blemisgettingworse，energyconservationandenvironmentalprotectionhasbecomethefocusoftheconcern．LEDhastheadvantagesofhighefficiency,energysaving，environmentalprotection，longlife，etc．IfLEDlightingCanreplacethecurrenttraditionallowefficiencylighting，undoubtedlyitwillplayapivotalroleto

5、easethecurrentenergyshortageandenvironmentaldegradation．BecauseofLEDuniqueI—Vcurveandtemperaturecharacteristics，thesensitivityofLEDonthecurrentishigherthanthethatonthevoltage．ThisrequiresthededicatedpowersupplytodriveLED．FortheuniqueelectricalpropertiesofLED，thisthesisresearchesa

6、nddesignsanaccurateandefficientconstantDCLEDdrivingpowersupply．ThethesisappliestheBuckconverterswitchingasthemaincircuit，analyzesitsworkingprincipleincontinuousconductionmode(CCM)，researchesonstate-spaceaveragingmethodusedintheapplicationofswitchingconverterandestablishessmall-si

7、gnalmodel．Onthisbasis，thethesisanalyzesthepeakcurrent—modeBuckconverterworkingprinciple．Fromthemodelingandsimulation，itCanbeknownthatpeakcurrent-modeBuckconverterhasgooddynamiccharacteristicsandhighdegreeofstability．However,theinductorcurrentisstillrelativelylargeerror．Inordertom

8、eetthedemandoccasionswithACinput，Thesisd