基于FAN7554的多路恒流LED驱动电源设计-电力电子与电力传动专业论文文档格式.docx

1、According to the design requirements of LED applied in electroscope, design a three-channel output 30w LED electroscope drive power supply. On the basis of analysis and compare several existing scheme, descript LED drive power requirements analysis in details, design the drive power supply system st

2、ructure, choose the output plan of AC/DC isolation type constant-current, the drive output mode is three-channel parallel; Design the relevant function circuits in details, and complete the calculation of circuit and the element parameter, it lays the foundation for the optimization design of the fo

3、undation; Emphases research constant-current technology of three LED electroscope under the condition of working in parallel, and solve the current malconformation and its application problem of practical applications; Use Saber to drive power modeling simulation, the simulation results are given to

4、 demonstrate the feasibility of the design scheme.The results of simulation and analysis show that the power supply efficiency is 83%, the power factor is 0.875, ripple is 1.2%, Power performance indicators have reached the requirements of project design.Key words: LED driveflybackhigh-frequency tra

5、nsformerMulti-channel Constant-current目录第一章 绪论11.1 课题背景和研究意义11.2 LED 驱动电源发展现状11.3 本文主要工作和内容安排2第二章 LED 驱动电源整体架构设计52.1 LED 驱动电源需求分析52.1.1 LED 特点52.1.2 LED 驱动需求62.2 驱动方案确定72.2.1 电源整体驱动方案确定72.2.2 驱动电源参数给定72.2.3 电源各部分方案确定82.3 LED 驱动电源整体构架112.4 本章小结11第三章 LED 驱动电源一次侧电路设计133.1 输入保护电路设计133.1.1 保护回路作用133.1.2

6、过电流保护设计133.1.3 过电压保护设计143.1.4 瞬态限流保护设计153.2 电磁兼容电路设计153.2.1 电磁兼容153.2.2 EMI 滤波器原理153.3.3 电磁兼容设计163.3 整流电路设计173.3.1 整流原理173.3.2 整流二极管设计183.3.3 滤波电容设计183.4 芯片外围电路设计193.4.1 FAN7554 功能分析193.4.2 FAN7554 原理分析193.4.3 FAN7554 外围电路设计213.4.4 功率开关管的选择223.5 本章小结22第四章 高频变压器设计234.1 反激式变压器工作模式分析234.1.1 电流连续模式234.1

7、.2 电流断续模式244.1.3 临界连续模式254.2 变压器磁心设计264.2.1 磁心材料选择264.2.2 磁心尺寸设计264.3 变压器详细参数设计284.3.1 最大占空比计算284.3.2 电流计算294.3.3 电感和匝数计算304.3.4 线圈的绕制与绝缘314.4 缓冲电路设计314.4.1 变压器漏感分析314.4.2 缓冲电路设计324.4.3 缓冲电路原理334.5 本章小结33第五章 基于多路恒流输出的二次侧电路设计355.1 整流二极管的设计355.1.1 电源二次侧原理分析355.1.2 二极管反向耐压值计算355.1.3 二极管的额定电流计算355.1.4 二

8、极管反向恢复时间365.2 输出滤波电容器的设计365.2.1 等效串联电阻计算365.2.2 电容容量计算375.3 次级整流优化设计375.3.1 次级缓冲电路375.3.2 元件参数计算375.4 三路恒流电路设计385.4.1 传统多路恒定方案385.4.2 镜像电流源原理385.5 反馈回路设计395.5.1 反馈回路调制方式选择395.5.2 开关电源控制方式的设计405.5.3 恒流回路设计415.5.4 TL431 外围电路设计425.5.5 运算放大器外围电路设计435.5.6 光耦外围电路设计445.5.7 恒压回路设计445.6 整体电路图设计455.7 本章小结47第六

9、章 LED 驱动电源仿真分析496.1 系统稳态运行波形图496.1.1 电磁兼容输出与整流滤波输出496.1.2 芯片启动电路仿真506.1.3 芯片外围电路仿真516.1.4 变压器仿真536.1.5 反馈回路仿真556.1.6 参数指标计算566.2 电源动态特性576.2.1 反馈回路变化576.2.2 驱动脉冲信号变化586.3 本章小结58结论和展望59致谢61参考文献63第一章 绪论31.1 课题背景和研究意义在当今电源市场中，以交流市电作为输入电源的驱动与光源一体的 LED 投射灯具中，出于安全性考虑，这种 LED 驱动型开关电源已不再采用非隔离型方案。而市场上驱动单路 LED

10、 灯，恒定一路输出电流的 AC-DC 型开关电源也越来越多。随着 LED 照明的广泛使用，如何驱动多路 LED，恒定多路输出电流成为研究热点， 由于未来市场会需要隔离型多路输出的 LED 驱动器，因此研究隔离型多路输出LED 驱动电路有实际意义。设计出于科研项目和实验室课题研究两方面的需求考虑，设计了一款全电压范围输入驱动三路输出恒流的反激式开关电源，本设计重点研究了多路恒流的实现，并仿真了设计结果，对多路恒流的研究有着重要的意义。1.2 LED 驱动电源发展现状传统白炽灯照明正在经历一场变革。全球气候日益变暖问题使许多国家着手使用清洁能源，美国许多州与其它欧洲国家已经停止使用低能效的传统白炽

11、灯。一些新技术正相继被用于取代白炽灯，其中日光灯（CFL）是主要取代方案。虽然这种日光灯的能耗仅仅只有白炽灯的 20%，但使用了有毒的物质汞。比较而言， 使用半导体照明技术的 LED 灯是更加高效、更加环保、更加节能的解决方案。体积小、功耗低、寿命长和亮度高等是 LED 灯的主要优点，LED 灯已被广泛应用于显示器、LCD 背光以及汽车照明等领域。LED 照明的核心技术在于 LED 驱动电路，由于 LED 的光输出直接与 LED 电流相关，所以 LED 驱动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下最好能控制 LED 中电流的大小，否则，LED的亮度将会因为输入电压或者温度等因素变化而变化，如果因为外界因素使得LED 电流失控的话，将影响 LED 的可靠性和寿命，并有可能失效，因此必须设计好驱动电路。目前以交流市电驱动 LED 的开关电源中，主要分为两种，即恒流驱动开关电源和恒压驱动开关电源。由于 LED 灯在导通后其正向压降的微小变化都会引起流过 LED 灯电流的变化，进而导致亮度的改变。因此，为了消除 LED 正向压降变化导致的电流变化，相对于恒压驱动器而言恒流驱动器是更好地选择。LED 驱动电路的主要目的是将交流市电电压转换为恒流电源，并同时完成与 LED 的电压和电流的匹配1。LED 驱动电源是LED 产业发展的保障，LED 驱动电源的质量直接决定了