目录

第一章 引 言 ............................................................. 1

1.1 课题背景与来源 .................................................... 1 1.2课题意义 ........................................................... 1 1.3 本论文的主要工作 .................................................. 2 第二章 LED灯的特点与驱动方式 ............................................ 3

2.1 LED与传统光源的差别 ............................................... 3 2.2 LED的发光原理 .................................................... 3 2.3 LED的特性 ........................................................ 4 2.4 伏安特性 ......................................................... 4 2.5 LED的允许功耗P .................................................. 4 2.6 LED的时间响应特性 ................................................ 5 2.7 LED灯的光源问题 ................................................ 5 2.8 串联连接方式 ..................................................... 6 2.9 并联的连接方式 ................................................... 6 2.10 混联的连接方式 ................................................... 7 2.11 功率因数校正的目的 ............................................... 7 2.12 无源功率因数校正技术简介 ......................................... 8 2.13有源功率因数校正技术 .............................................. 9 2.14 两级功率因数校正技术 ........................................... 10 2.15 单级PFC反激式开关电源作为LED驱动电源 .......................... 10 第三章 PFC系统的基本原理 ............................................... 11

3.1 系统的整体结构设计 ............................................... 11 3.2 输入回路的设计 .................................................. 11 3.3 输入回路的详细设计 .............................................. 11 3.4 功率因数校正的实现 .............................................. 12 3.5 临界导通模式高 PF 反激变换器原理 ................................. 13 第四章 单级 PFC 反激功率因数校正电路设计 ................................ 14

4.1单级PFC主控芯片及整体电路确 ...................................... 14 4.2 箝位电路网络设计 ................................................. 15 4.3 反馈环的电路设计 ................................................. 16 4.4限压环路的设计 .................................................... 16 4.5恒流环的设计 ...................................................... 17

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4.6 输出滤波电容的设计 ............................................... 17 4.7 MOS管与输出整流二极管的确定 ..................................... 18 第五章 变压器的设计 ...................................................... 18

5.1 高功率因数反激式变压器概述 ....................................... 18 5.2 变压器的设计步骤 ................................................. 18 5.3 初步计算的变压器参数 ............................................. 18 5.4变压器的磁芯 ...................................................... 20 第六章 硬件调试与总结 .................................................. 21

6.1 DXP的简介 ........................................................ 21 6.2 使用DXP进行原理图和PCB的设计步骤 .............................. 22 6.3 L6562的调试要点 ................................................. 22 6.4 实际的调试结果 ................................................... 22 6.5 调试波形 ......................................................... 23 6.6 调试结果与分析 ................................................... 24 第七章 总结与展望 ....................................................... 25

7.1 总结 ............................................................. 25 7.2 未来展望 ....................................................... 26 参考文献 ................................................................. 26 附录一（实物图） ......................................................... 28 附录二（原理图和PCB图） ................................................. 29 致谢 ..................................................................... 30

IV

第一章 引 言

1.1 课题背景与来源

爱迪生在20世纪发明了白炽灯，白炽灯颠覆人类文明几千年日出而作，日落而息的传统作息观念。这一伟大发明我们不能否认，但是随着世界文明的的进步，电子的科学技术也得到飞跃的发展，所以照明的科学技术也得到快速的发展。到现在的21世纪的今天白炽灯已经慢慢的灾和我们告别，新的照明系统慢慢的统治整个社会，发光二极管最终会替代白炽灯和荧光灯。

在现在世界能源枯竭问题日益严重的背景之下[1]，生活生成中的能源成本也在日益的上升，再这样的背景之下，白炽灯就站在了不节能的一边，一个白炽灯消耗的能源有97%是白白浪费掉的，而荧光灯也只是比白炽灯好一点点，荧光灯同样也存在85%的能量是别白白浪费掉的，荧光灯的平均寿命大概在5000个小时左右，而且荧光灯还得使用有毒的水银制作灯管，发出来的光也是很粗超的。白光LED灯相比于白炽灯是荧光灯，LED的寿命是前者是10倍，也不含有毒物质，同时还能发出任何颜色的光[2]。

推动内需更好的发展中国的内部经济，同时解决中国就业紧张，缓解社会的各方面矛盾。在这样的一个背景之下启动“十城万盏”、“千里十万”、“绿色照明示范城市”等等一些列有关绿色照明的活动项目。这些活动不仅仅带来就业发面的职位，更加重要的就是推动中国照明行业往绿色，环保，无污染方面发展。为这一伟大的行业中国发改委发布了《半导体照明节能产业发展意见》。在自身前景宽广，性能突出的LED灯照明系统，加上政府的关心和扶持，使得LED灯照明系统得到质的飞跃，慢慢开始步入社会，成为社会比较成熟的照明系统。据不完全统计，中国每年LED路灯的需求是300万盏，每年都超多120%的增长率。

又此可见，LED灯即将得到广范围的使用和推广，将人类的照明技术推上一个新的台阶。

1.2课题意义

我国人口数量非常庞大，占据着世界四分之一的人口。人口虽多，但是资源的占有却非常的稀少，国民的人均资源就更加的稀缺。能源是我们发展的动力，我们的衣食住行都没有办法离开能源，不同的行业做着不同的生产，都必须依赖于能源，在这样的背景之下。节约能源成为我们唯一途径。

在照明行业之中也必须坚持往节约能源、减少污染充分发挥我国的劳动力资源。LED照明行业有着巨大的市场潜力。世界各国的政府都在政策和资金上支持和鼓励。节能、高效的、安全的恒流源驱动开关电源的研制将极大的提高我国在 LED 照明产业上的竞争力。LED照明行业的蓬勃发展，是依靠高效的 LED 恒流驱动电源的支持。白光 一般的LED 照明需要连接220V 市电供电。国内市场驱动LED灯的两大方式是使用恒压控制

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加限流电阻或者用驱动芯片来设计满足恒流开关电源去驱动LED灯。

设计用传统的恒压电源控制芯片来实现恒流的功能，这样的设计将大大的降低成本，减小体积，提高效率，同时设计也更加的灵活，提高国内 LED 照明产业的世界占有率。传统开关电源大多实现恒压控制的，恒流电源属于特种电源，随着LED 照明的迅速发展，这促使了恒流电源成为常规的电源。因为恒流控制理论和技术方面的研究相对较少，所以恒流驱动方式提供了研究开关电源的新视角[3]。

1.3 本论文的主要工作

本文通过对开关电源理论知识的深入分析和研究。一理论知识为基本的指导思想，去设计一款可以额定输出60W的LED灯驱动器。在设计的过程中不停的研究电源的寿命，同时分析造成电源寿命改变的原因进行深入的研究分析，在设计中做到如何去造成做到尽可能的避免改变电源寿命的不良因素的的出现。不同的系统有不同的要求，依据实际的设计要求去设定一个电源系统的总体框架和详细输出和输入参数。对整个系统中的各个模块做出详细的推导计算和验证。有了理论的基础之后，在这个理论结果的基础之上进行实际的实验板验证，对验证过程中出现的问题进行修改，通过不断的优化设计，最后设计出合格的驱动电源方案。本文章节安排如下。

(1）介绍分析LED驱动电源的技术水平，确定自己的研究方向。 (2)分析介绍开关电源中使用到的一般电路拓扑。

(3)设计总体的框架方案，设定了系统的总体参数，明确各个模块部分的设计方案。 (4)设计了 60W 电源系统的主体电路。

(5)制作实验板验证设计方案，分析各项参数，得出最终设计结论。 (6)对全文的总结和展望。

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