大功率LED驱动电源的设计与制作-开题报告.doc

一、研究目的与意义（可附页） LED(Light Emitting Diode)，又称发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体发光器件。 近几年，随着照明工具与方式的不断改变，是用户对照明器具呈现出来的照度1、均匀度、演色性及能源效率等标准越来越高。现阶段而言，最受瞩目的照明后起之秀非LED莫属。以电灯泡和荧光灯代替嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯、景观照明广告牌文字电路等一般照明市场为例，预计到2012年，LED照明市场规模将成长至13.08亿元，年复合成长率达17.4%。随着LED技术取得了突飞猛进的发展，在发光亮度和效率方面具有明显的提高，尤其是大功率LED，更被寄以厚望，并逐步取代以往的光源，成为照明领域的新一代绿色光源。它具有光效高、低功耗、寿命长、稳定性高、光色纯、安全性好、可控性强等优点。然而LED在照明市场应用上仍存在某些问题，其中包括LED一致性和寿命测试，尤其是电源供应与驱动系统规格等问题还有待解决等。在LED驱动电源方面的要求包括高效率、高功率因子、电流控制精度、高可靠性、安全隔离、复合EMI标准、体积小、成本低等。最新的能源之星提出对于大于5W的LED照明产品，要求功率因子指标必须大于0.7。大功率LED所需的驱动电源为直流的低电压，所以传统上用以驱动灯泡(钨丝)、日光灯、节能灯、钠灯等光源的电源并不适合直接驱动大功率LED；而普通的降压、稳压电源必须重新改良后，才能适用于驱动大功率LED。随着节能理念的深入人心LED灯具(含LED和驱动电源)作为一种节能环保型照明灯具正在迅速推广，被广泛用于阅读灯、手电筒、汽车方向灯、小型聚光灯，标牌、建筑轮廓及穹顶照明、便携式闪光灯、医疗照明及装饰照明灯等领域。如何降低LED驱动电源的总谐波失真，提高其功率因数，具有重要的现实意义。大功率LED的发展日趋成熟，“功率因素”的指标也被LED电源驱动行业提上议题，所以驱动电压的设计一定要考虑该参数2。我们相信，随着大功率白光LED的发展，成本也会降低，其驱动电源的设计也将随之推动得到发展，大功率LED应用在路灯领域中，将很快成为现实。 二、研究的基本内容和方法1. 研究内容LED 照明系统需要借助于恒流供电，目前主流的恒流驱动设计方案是利用线性或开关型DC/DC 稳压器结合特定的反馈电路为LED 提供恒流供电，根据DC/DC 稳压器外围电路设计的差异，又可以分为电感型LED 驱动器和开关电容型LED 驱动器4。电感型升压驱动器方案其优点是驱动电流较高，LED 的端电压较低、功耗较低、效率保持不变，特别适用于驱动多只LED的应用。在大功率LED 驱动器设计中，主要采用开关型LED 驱动方案4，其优点是LED两端的电压较高、流过的电流较大，从而获得较高的功效及光学效率3。先进的开关驱动技术还能够提高效率，因而在大功率LED 驱动中应用广泛。该实验主要实现的是用市电驱动大功率LED灯正常，稳定的发光，同时要求电路损耗在一个较小的范围。本设计研究的是设计一个驱动电路，使大功率LED能稳定正常的发光。2. 研究方法采用以SA7527芯片为主体的开关电源驱动5。电源驱动的主要组成有EMI滤波、整流滤波、稳压降压、续流电路、芯片电路。 通过对芯片的性能研究及输出电路的安全性设计，实现LED的稳定发光。三、研究条件和可能存在的问题及措施市场上对于大功率LED驱动电源的研究趋于成熟阶段，顾客对驱动电源的质量与寿命颇为重视。随着低碳经济的发展，对电源的绿色环保也需要很高的要求。现阶段存在的问题主要是节能的问题，对电路的热损耗及电能使用效率不能达到很高的要求。只要措施为在实现结果的前提下尽可能的减少电器件的使用，设计更加有效的驱动电路。输入的电磁干扰大，模拟调试难度高。采用滤波效果高的EMI滤波电路。四、预期的结果在市电下，大功率LED灯通过驱动电路能正常放光，在持续一段时间内能稳定工作。电路所耗的电能，包括元器件的功率消耗和热能消耗，保持在一个较低值。电路的电磁干扰要小，稳定性高。 在出现雷电和突发的电压变化时，电路的主要元器件不损坏，保护电路能安全快速的更新。五、研究工作进度安排第1周第3周： 熟悉课题，了解LED驱动电源的原理，阅读数据、论文，完成外文资料翻译。第4周第6周： 了解大功率LED驱动电路的设计的方法，现有技术的现状，提出课题实现的初步方案，完成文献综述、开题报告。第7周第12周： 深入研究大功率LED驱动电路的设计与制作，并研究电路节能的有效方案。第13周： 整理方案，完成实物制作，撰写论文。六、主要参考文献1 LI Peng. The LED lamp thermal analysis and thermal design J . China Lighting, 2008, 12: 17-19( in Chinese).2 利用恒流LED驱动器设计高效LED照明系统J.现代显示，2008（01）：3-250.3 Klass Van Zalinge. led driverJ.1996：22-33.4 陈燕，王正仕，邓焰.基于PT4107的LED恒流驱动J.机电