一款单端PFC反激LED驱动电源的设计与热分析

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1、隶。轫大◆誓工程硕士学位论文万方数据一款单端PFC反激LED驱动电源的设计与热分析万方数据DESIGNANDTHERMALANALYSISOFASINGLE—ENDEDPFCFLⅦACKLEDDIUVERPOWERSUPPLYAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYⅥANGYan—baoSupervisedbyProfessorSunWei-fengandSeniorEngineerDia

2、oLongSchoolofIntegratedCircuitsSoutheastUniversityJune2014万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。研究生签名：乏基!主∑日东南大学学位论文使用授权声

3、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(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：兰墨窒二导师≤迎巯期：砸他乡：夕万方数据摘要反激变换器因具有结构简单、可实现输入输出隔离及PF校正等优点，在中小功率LED照明系统中应用广泛。降低系统成本、提高效率、在全电压输入和不同负

4、载条件下使其工作在稳定状态，尤其是使系统具有良好热性能，是反激变换器设计中所关心的重要问题，这些也是本文研究的主要内容。本文设计了一款高性能单端PFC反激LED驱动电源，并对该系统的稳定性和热特性进行了详细研究分析，主要内容如下：(1)针对输入电流易发生畸变的问题，选用峰值电流模式的控制方法，使输入电流跟随输入电压变化，提高了电源的PF值。(2)针对输入电压跳变导致输出电流稳定性差的问题，建立了驱动电源的小信号模型，解决了采样反馈环路的稳定性问题。(3)针对LED负载与电阻负载具有不同导通特性的问题，研究了

5、不同负载对驱动电源启动过程的影响，完成了系统主控芯片供电回路的设计。(4)针对器件参数影响反激变换器温升的问题，建立了主功率电路中关键器件的损耗模型，通过损耗和温升计算，分析了器件参数对温升的影响。(5)通过优化钳位电路参数、降低变压器漏感等方法降低了器件的损耗和温升，提升了电源效率。实验测试结果表明：在85～265Vac输入电压，负载为6颗3W白光LED测试条件下，本文设计的单端PFC反激LED驱动全输入电压范围内电源效率大于82．5％、功率因数大于0．97、输出电流平均值为700mA。当输入电压由265

6、Vac或85Vat跳变到220Vac时，系统在0．0Is的调节时间内即可再次进入稳定状态。系统中功率MOS管和变压器稳态温升分别为37．5℃和39℃。总体上，系统各主要参数和性能指标均达预期设计要求。关键词：单端反激变换器、LED电源、PFC、钳位损耗曲线、小信号模型万方数据Abstract—————————————————————————————————————————————————————————————一一_一_Theflybackconverterhastheadvantagesofsimplec

7、onstruction，inputtooutputisolation，PFcon℃ctionandSOon，soithasbeenwidelyusedintheLEDilluminatingsystemofsmallandmedium．sizedpower．Deductingthesystemcost，improvingtheefficiency,keepingthesteadystateunderthemllvoltageinputanddifferentloadingconditionsaretheim

8、portantquestionsforthedesignofflybackconverter’which2Lrealsothemajorcontentofthisthesis．Ahigh’performancesingle-endedPFCflybackLEDdrivepowersupplyisdesignedandadetailedresearcllofthesteadyandthermalproperties