大功率LED照明镇流器装置研究-开题报告

-1-开题报告1毕业设计的主要内容、重点和难点等研究内容全球电器产品耗能强大，能源越来越紧张，开发节能型的电器迫不及待。而照明用电占据全球21%的总用电量，开发节能、绿色的照明系统成为有效缓解能源紧张的有效途径。前三代照明产品白炽灯，荧光灯，节能灯已经不再是社会需要的产品，那么第四代照明灯产品是什么？照明业界给出的答案就是LED灯照明。LED照明每W流明数可达到120lm。远高于白炽灯和日光灯，此外LED灯珠寿命可长达十万小时，并且绿色无污染。本研究是关于设计一个大功率LED灯驱动开关电源，输入电压为市压，并考虑市压的波动，范围在180VAC-264VAC之间。本设计将运用稳压恒流和高功率因数PFC技术等控制方式，很好地完成照明需求和节能的要求。并进行必要的合理电气保护设计，自动调节实现恒流输出，实现智能化设计。本设计还将实现稳压管过压锁定实现空载保护，电磁隔离和光隔离实现隔离输出等保护措施。设计中加入散热设计，最终的照明系统具有方便使用、价格便宜、节能性好等优点。研究的重点和难点重点：（1）供电电压为市压，设计的镇流器具有抗电压扰动功能，供电电压允许在180VAC-264VAC内抖动。（2）本设计的镇流器具有高功率因数，产品实现功率因数PF0.95。（3）设计的镇流器具有完美的保护机制，实现输入浪涌保护、输出过压、过流、短路保护功能。（4）为了有效提高用电使用效率，镇流器需要工作在高频状态。难点：（1）大范围波动的输入电压，镇流器需要很高的智能化调节机制以保证LED的恒流工作。（2）高功率因数的实现，需要加入精良的功率因数校正电路。（3）为保证LED驱动电源和LED灯具的寿命而加入多种保护措施，将使系统硬、软件更加复杂化。（4）开关电源式镇流器的整体设计难度较大，设计到调试将会遇到更多的问题。2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）参考文献：1康光华.电子技术基础模拟部分M.第五版.北京:高等教育出版社,2006:381-582-2-2王兆安.电力电子技术M.第四版.北京:机械工业出版社.2007.3黄俊,王兆安.电力电子变流技术M.第三版.北京:机械工业出版社.1994.4施仁,刘文江.自动化仪表与过程控制M.第三版.北京:电子工业出版社.2007.5赵同贺.新型开关电源典型电路设计与应用M.北京:机械工业出版社.2009.6沙占友,王彦明.开关电源设计（入门与实例分析）M.北京:中国电力出版社.2009.7陈传虞.电子节能灯与电子镇流器的原理与制造M.北京:人民邮电出版社.2005.8康光华.电子技术基础数字部分M.第五版.北京:高等教育出版社.2006.9叶慧贞.开关稳压电源M.北京:国防工业出版社.1994.10陆兴.照明LED恒流源驱动的设计D.厦门大学,2007.11王韬,闫其凤.电子镇流器及节能灯的节能原理与应用J.现代节能,1997,04:4-7.12秦旭.针对化工生产控制过程中自动化仪表分析J.化工管理,2015,05:95.13王景月.关于自动化仪表与控制系统发展趋势的探讨J.才智,2012,06:63.14王林林.化工生产中自动化仪表的控制探析J.民营科技,2012,10:27.15雷高峰,晋振伟,武彬.自动化仪表及其控制系统研究分析J.网友世界,2014,11:72.16Chin-HsingCheng,Po-JenCheng,Ming-TzongWu.Fuzzylogicdesignofself-tuningswitchingpowersupplyJ.ExpertSystemsWithApplications,2009,374:.调研情况LED行业的兴起，并不是偶然的，而是在整个科学发展的条件下，在节能环保的号召下，在人类能源日渐紧张的情况下发展起来的。在LED领域，国外共有近200家公司参与GaN器件、材料和设备的开发，近300所大学和研究所参与GaN的研发。目前，功率型白光LED光视效能(发光效率)已经达到100lm/W，研究水平达到160lm/W。经过技术发展和市场竞争，世界主要LED厂商已经形成各自的技术特色。日本日亚化学处于全球技术领先水平，垄断高端白色、蓝、绿色LED的市场，丰田合成在白光LED及车灯照明技术开发据国际前端;美国Cree的碳化硅衬底生长GaN外延片国际领先，传统照明巨头Philips绝对控股的美国Lumileds功率型白光LED国际领先;传统照明巨头Osram欧司朗控股的德国欧司朗光电半导体功率型LED封装和车用LED灯具开发国际领先。国内的外延片生长技术主要源于美国、基本上是进口美国的有机金属化学气相沉淀(MOCVD)装备，这些装备在美国就不是一流的装备，在整个LED产业外延片的生长、芯片、芯片封装3个环节中，外延片生长投资要占到70%，外延片成本要占到封装成成品的70%，同时外延片生长技术的人才全世界都缺乏，简单的说，外延片的水平决定了整个LED产业水平，国内近几年也陆续引进了50多台MOCVD装备，均处理大生产工艺摸索阶段，一旦工艺成熟，则会上10倍地增大装备数量形成规模生产，市场需求巨大。-3-作为LED照明的核心驱动力，LED驱动电源的发展直接影响LED的普及和大众化。LED驱动的降压技术大部分采用开关电源，而现今的开关电源技术已经非常成熟，。LED驱动要求的技术特点是：寿命长，体积小（特别商用照明和家用照明，最好可以内嵌到灯头）。现有设备和实验条件：个人电脑一台数字式示波器一台数控直流稳压电源一台波形发生器一台万用表数台电烙铁一台3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料实施方案：系统主电路由整流电路、EMI滤波器、开关降压电路、恒流电路组成，控制电路有PWM驱动电路、比较、隔离电路等组成。进度计划：第一阶段（1月1日3月1日）：完成资料查阅，了解LED镇流器发展情况，了解其技术发展和现阶段实用技术。第二阶段（3月2日3月20日）：形成初步方案，包括主电路和控制电路的具体组成部分。第三阶段（3月21日4月10日）：完善方案，整流、滤波、开关、恒流电路的具体电路，器件选型。控制电路的具体电路和器件选型。第四阶段（4月11日4月30日）：画电路图，制作电路板样机，完成样机的调试。第五阶段（5月1日5月20日）：修改和完善样机，完成论文，外文翻译。第六阶段（5月21日5月26日）：整理毕设的各种资料，完成毕设任务。预期提交的毕业设计资料1、完成二万字左右的毕业设计说明书（图表资料齐全，附参考文献15篇，英文1篇）；毕业设计说明书（论文）中需包括：300-500单词英文摘要；电路原理和方案比较、理论计算、硬件设计、仿真及结果说明等内容。2、独立完成与课题相关、不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）。-4-3、设计出系统的硬件和软件并完成其调试。4、用计