【《PFC整流电路设计案例分析》7300字（论文）】

PFC整流电路设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u92021.前言 [5]。1.2.2LED驱动电源技术在日常生活中，我们总是在不经意间用到或者看到过有关LED驱动电路的产品，但是因为现在有关于LED驱动电路的产品太多了，因此，我们常常忽略了他们的存在。LED驱动电路的研究方向有很多，不仅是在生活中，或者是在做研究的情况下，也常常需要LED相关的物品，它现在基本可以存在于我们生活的方方面面，有关LED驱动电源技术，现在的研究方向主要是：第一个研究方向是研制一种性能优越的小功率驱动，它具有集成度好，精度高，高效率，调光性能好的优点；第二个研究方向是研制一种实惠的小功率驱动，它具有功耗低，成本低的优点。对于反激电路，只需要使用一种很简单的芯片，不需要过于复杂的操作，就可以实现，这种芯片内置高压MOS管，外部有10个元件左右，通过原边高电压就可以启动以及供电；对于BUCK电路，主要是采用内部集成MOS管的方法，采用非隔离的结构，要求小电流，可以直接流过芯片内部，有两种封装可供选择，DP8封装和SOP封装。1.3本文的设计目标和主要工作本文主要是针对在LED驱动电路，在它正常的运行过程中，因为电路的运行，出现的因功率因数低而产生的问题，并对它在这过程中出现的问题的校正技术进行分析，比较在不同原理和结构的条件下，怎样正确的进行功率因数校正。使用AC/DC变换器，可以顺利完成转化，在经过LP6562A芯片，经过芯片的功率因数校正功能，最终实现控制功率因数校正。同时采用LM3464芯片构成LED驱动电路,通过检测LED负载压降的变化,调节PFC整流电路的输出电压,使得在保证LED足够亮度的情况下降低驱动电压压差,这样做可以大大减小在调节过程中的器件的意外损耗，方便提高系统的整体效率。系统的基本组成部分和功率因数功率因数是系统设计的主要性能指标之一，本章内容将对功率因数的定义，影响LED驱动电路功率因数的因素以及基于不同结构和原理的功率因数校正技术进行介绍，然后根据其控制模式一步分析电路实现校正功能的工作过程及特点，并根据LED负载特性,制定最终的设计方案。2.1功率因数以及提高功率因数的方法2.1.1功率因数功率因数本质上的性质是与电路紧密相关的，电路的负荷性质就和功率因数密不可分，功率因数一般表示为相位差(Φ)。2.1.2影响LED驱动电路功率因数的原因功率因数的定义公式：η＝（I1/I）·cosφ＝λ·cosφ其中：λ-基波因子。I1-基波电流，I-总电流。Cosφ-相移因子，或者基波功率因数。一般情况下：基波电流I1≈总电流I，所以：基波因子λ≈1所以有：η≈cosφLED电源实际上是交流/直流变换器，其主要工作方式就是整流、滤波、恒流，这个过程会产生谐波，因此出现了功率因数的问题。2.1.3功率因数提高技术适当的选择电动机，每个电动机的容量是不同的，尽量选择功耗较小的，易于提高系统的效率；尽量避免让电路中的器件没有负载工作，空耗，这样做会损耗电路中的器件。 2.2PFC整流电路的方案设计2.2.1反激变换器的原理当我们形容电路结构的时候，常常用拓扑电路来形容，在一般的实验中，拓扑电路并没有会很复杂的选择，一般拓扑电路适用于所有的拓扑电路，但是每一种拓扑电路会有一点点的差异，就像是校正的好坏，成本高不高，是否易于控制，还要根据每个电路的要求不同来确定最终的拓扑电路的选择，虽然说它是普适的，但是更适合的也是更好的，我们生活中常常使用的是Boost变换器和反激变换器两种。反激式开关电源最常用，选用反激变换器作为本设计的基本拓扑结构,反激变换器电路结构如图5所示。2.3系统方案设计通过以上理论分析,结合性能指标要求,本设计的系统结构图如图6所示。设计出一台实验样机，使其输入为交流电，PFC整流电路为AC/DC变换器,以LP6562A芯片为控制核心,采用反激变换器，降压输出稳定的直流电压。本章内容就是主要介绍了功率因数的定义，功率因数是我们平常经常见到、用到的定义了，也是我们较为熟悉的，然后我们又简单的分析了一下LED驱动电路中经常出现影响功率因数的原因以及影响因素。从我们列出的公式可以看出谐波是影响LED驱动电路功率因数的最主要的因素，所以接下来我们就尽量减少谐波对LED驱动电路的影响，我列举了很多种方法，当然我列举的是大多数情况下最常见的，然后就是PFC整流电路的方案设计了，我主要介绍的是最常用的PFC整流电路中的反激变换器，主要是介绍它的工作原理，最后就是对系统电路的整体规划。PFC整流电路设计本设计采用LP6562A芯片作为主控芯片。

3.1整流滤波电路设计

3.1.1EMI滤波器电磁干扰是一种自然界常见的电磁现象。因此EMI滤波器的设计对硬件系统的稳定工作以及给后续电路提供稳定和纯净的电流有着很大的作用。如图7是EMI滤波器的电路图。图7EMI滤波器的电路图

3.2控制电路设计3.2.1LP6562A芯片工作原理LP6562A芯片在电路中常常是是应用于功率因数校正电路。图8图9LP6562A芯片引脚功能3.2.2启动电路设计LP6562A芯片有限制的供电电压，在这过程中，电压总是需要保持在限制的范围内，一旦超过限制电压，可能会导致芯片损坏，在启动电源的过程中，也要时刻观察电压以及电流的变化情况，芯片的一部分需要和整流过后的电压端相连，电容等器件给电路供电。主要的供电过程除了最开始的启动供电，还有后期的辅助供电，当电路进程转变为辅助供电的过程以后，由电路中的辅助绕组端对电路中的芯片供电，这个过程中功耗是较低的，整个电路维持在较为平稳的状态中，也相当于提高了电路的工作效率。LP6562A芯片的供电电路如图10所示。3.2.3输出电路设计由整个系统电路可以看出，在经过PFC整流电路了以后，输出的电压就将作为供电电压，给LED驱动电路供电，由此可以看出，电路系统输出的电压以及电流并不是一成不变的，他可以调节，并且这个调节的过程和很多的因素有关，其中就和LED的负载有关，它可以帮助LED负载降压。输出电路如图11所示。整个电路包括输出和反馈两个主要的部分，其中又细分为三个部分，整流三极管和输出电容中的电压经过绕线线组变成了我们比较常见的直流电压；后经过稳压电源以及对应的补偿网络得到稳定的电压；电阻以及光耦构成了外围电路。3.3PFC整流电路仿真Multisim仿真软件具有丰富的仿真分析能力。Multisim仿真大大简化了仿真过程中的复杂步骤，使得工程师更够更加快速地学习运用软件。本章内容基于的是关于高功率因数LED驱动电源，它的的系统设计方案,设计PFC整流电路，使它作为系统的主电源,我们选择更加方便的转换，才最终得以实现电压转换功能，这过程较为复杂，会用到电压转换器，然后让它通过Multisim仿真系统，这个系统会对电路进行仿真。本章认真分析了PFC整流电路各个部分的功能,以反激变换器作为基本电路,并利用LP6562A芯片，这种芯片的性能较好，可以作为控制核心，然后再对它搭建外围电路。LED驱动电路设计本章节主要介绍了LM3464芯片作为主控芯片,它的工作原理及使用的方法，以及利用调节PWM实现调光电路。

4.1LM3464工作原理及使用LM3464是一个电流调节器，这种调节器有4个通道，它可以给电路负载有一个更好的解决方法。LM3464提供四个独立的电流调节器通道，并与外部N沟道MOSFETs和检测电阻配合工作，为每个LED串提供精确的驱动电流。例如：接线图4.2设计调光电路LM3464具有调光的作用，它工作的原理还是很简单的，主要是依靠它内部的热控制电路模块来实现PWM调光信号，进而调节LED的亮度。PWM调光的主要原理是通过设置外部设备的主要性能，来调节设备的波形的占空比，因为占空比影响的性质很多，所以它可以调整流过LED负载的电流,进而影响LED阵列的亮度。4.2.1设计PWM调光电路LM3464芯片的其中一个引脚DIM可以接受TTL逻辑电平信号进行PWM调光。当LM3464芯片的DIM引脚的电压较低时，将会导致LED电流调节的通道不再工作，只是剩下了VCC调节和一小部分的电路在工作，通过PWM调光可以保证光的均匀色温，光的柔和度，可以使电路的电压保持在较为稳定的情况下，使得输出的电压以及电流能够满足要求。TL494芯片是区别于LM3464芯片的，与LM3464芯片芯片不同，TL494芯片是可以独立地产生方波的，这种方波是一种可以按照规格调节脉宽长度的方波。4.2.2输出结果设计

由系统中的LM3464芯片可知,PWM调光是经过热调光模块后传输到输出通道，其电路如图13所示。LM3464芯片的输出通道是由三个部分组成，包括LED阵列、MOS管和电阻，他们的输出通道的接法是一样的。本章节主要介绍了LM3464芯片作为主控芯片,它的工作原理及使用的方法，以及利用调节PWM实现调光电路。根据LED负载电压的变化调节电压，在整个系统中，PC整流电路是输出电压的主要部分,这种方法可以提高系统的工作效率。

5.实验总结

5.1总结我从3个月前开始准备这次的毕业论文，从在最初的迷迷蒙蒙，不知道怎样开始写，到开始看各种各样的文献资料，到图书馆翻阅关于LED驱动电路的资料，查阅关于论文的书籍，我慢慢地开始有了思路，然后我就慢慢确定要写的论文的设计思路，在一点点补充自己学过的知识，这期间的生活是那么的紧张而又刺激，忙碌而又充实，在此期间也遇到了很多的困难，有的时候也会因为思路不通，都不知道自己究竟应该怎么写下去，多亏了老师的悉心指导，最终确定了论文写作的题目，这真的花费了我很大的精力和时间，在查阅了大量丰富的资料以后，终于找到了写论文的方向，并按时完成LED驱动电源论文的开题报告等相关工作。在写LED驱动电源论文以及查阅资料的过程中，我一直保持着谦逊、谨慎的态度，不放过任何一个细节，遇到困难的时候，细心向老师以及同学请教，按照老师的指导，不断完善论文的写作，按时完成LED驱动电源的论文相关的工作。经过这次的实验，我学习到了许多的知识，因为在试验过程中我出现了很多我不是很明白的问题，作为大学生，我觉得我应该认认真真的对待每一个问题，所以我会经常请教老师，老师总会给我详细解释出现问题的原因，这些问题大多数都是较小的问题，然后老师都会大概说说这些问题应该怎样解决，比如在焊电路板的时候，因为在操作的时候有些费力，所以电路板会出现虚焊的状况，导致我们在做下一步的时候电路板没办法正常使用，但是老师都会悉心给我们检查问题，提醒我们哪里出了问题，然后会指导我们怎样一步一步地做下一步的实验，让我们感觉又充满了自信。还有就是在编写程序的时候出现问题，程序的设计应该是符合系统设计原理，不能根据自己的主观臆断来判断程序，因此，在做实验前应该对要做的实验有清晰明白的了解，才能在写程序的时候游刃有余，经过这次实验的经验教训，我们以后做实验以前将会先了解系统设计的知识，对将要做的实验做一个设计框架，在对一些小的知识的理解进行研究，在着手设计程序和进行实验，这样才能保证实验可以顺利进行。因此，我们在做实验的过程中，就要本着真务实的科学精神，在实验的每一部分都倾注自己的心血，认真做好实验的每一部分并审核。通过这次写论文的经历，使我受益很多，生活和学习就是这样，很多东西的学习不能仅限于自己看到的，更多的是将它实际做出来，你才能够知道是不是是切实可行的理论，这次的经历让我明白，理论指导着实践，而实践会验证理论的真实性，在这期间，我收获了很多东西，这些东西是只靠学习，不能够学习到的东西，我真的觉得自己在一点点的进步，一方面学习了专业的知识，另一方面提高了自己动手做项目的能力，这是一种很有意义的经历，我从中学到了新的知识，并且把书本上的知识运用于实际。在这种信息化的时代，每一天都在发生着变化，社会无时无刻不在改变,人的变化更大,所以你只有每天不断地学习，不断地充实你自己,你才能紧跟时代的步伐，逐渐变成你自己想要成为的样子。这次的实践经历，给了我很好的机会，这样的机会并不是什么时候都有，我可以边学习知识，边付诸实践，很好的锻炼了自己的学习新知识能力和把学的东西真的实践的技能。原先，总是觉得学的知识实在是太难了，超出我能学习的范畴，现在才明白，这些知识并不在于难，而在于我只是学习了它的表层意思，只是知道所以然，不知道为什么所以然，而真正学到这些知识，这个关键往往是还在于理解。在这次实习还锻炼了我自己做自己想做的事情，不仅这样，我还学到其他的本事，不仅仅提高了我的能力，还让我明白到底什么才是真正的学习。首先，它训练我做项目的技能，提高我能够自己真的独立思考的能力，也间接提高了我的操作能力，这些能力的提高都是在不经意间的工作时间里。在工作过程中，我可以任意复习以前学过但是没有记牢的知识，并掌握一些知识实际的应用的技能。在整个实习过程中,我感受颇深,我明白了学习和实践同样重要,都必不可少,只有掌握其中的平衡，才能够得到实验的最终结果。我将继续认认真真的学习知识，坚持自己的想法，逐渐学习，逐渐提高,将来能在自己感兴趣的方面做出一番成就。LED的集成化会大大的加强，随着技术的而发展，集成化已经成为成为现在人们较为关注的问题，电脑变得越来越薄，手机也变得越来越轻便，所有的东西都紧紧围绕着方便携带，小巧轻便方面发展，所以将来更加便于出门携带的东西一定会更加收到别人的欢迎，所以，LED驱动电路应该会朝着高度集成化的方向不断地发展，不断优化这些电子设备的电路性能。LED驱动电路会向着多元化发展，现在国家的发展紧紧围绕多元化这个词，LED驱动电路也是一样，只有多元化的发展才不会被行业的发展所局限，不能只是关注单一产业的发展，LED行业