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led臺(tái)燈開(kāi)題報(bào)告范文
題 目20W LED恒流驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)專(zhuān) 業(yè)電子信息工程
班 級(jí) 072班
姓 名 林恩亮
指導(dǎo)教師 黃震梁(工程師)
所在學(xué)院信息科技學(xué)院
開(kāi)題時(shí)間
一、選題的背景與意義
隨著能源危機(jī)和氣候變暖問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，節(jié)能已經(jīng)成為全球普遍關(guān)注的話題。照明是人類(lèi)消耗能源的重要方面，照明約占世界總能耗的20％.如果能提高照明用的的效率，可以有效緩解能源緊張。如何提高照明系統(tǒng)的能源利用率，延長(zhǎng)照明系統(tǒng)的壽命，并且是綠色無(wú)污染的？取代白熾燈，熒光燈，節(jié)能燈的第四代照明燈具是什么？業(yè)界給出的答案就是LED燈照明。LED照明每W流明數(shù)可達(dá)到120lm。遠(yuǎn)高于白熾燈和日光燈，此外LED燈珠壽命可長(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)小時(shí)，并且綠色無(wú)污染。LED照明具備的這些優(yōu)點(diǎn)決定了其應(yīng)用前景是非常廣闊的,能夠成為照明領(lǐng)域的新一代綠色光源。不過(guò)LED的應(yīng)用，需要合適的驅(qū)動(dòng)控制電路。大功率白光LED上的正向壓降一般為3-4V，不能直接使用市電驅(qū)動(dòng)。因此一個(gè)和LED燈珠匹配的高效，環(huán)保，長(zhǎng)壽命的電源是必須的，這正是這次選題的意義與目的所在。 [2][1]
二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題
1，主要研究LED驅(qū)動(dòng)電路及整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的調(diào)試。
2，擬解決的主要問(wèn)題
（1） 如何更好的散熱
�。�2） 提高led照明的效率
�。�3） 在效率，散熱都保證的前提下，如何更好的減小驅(qū)動(dòng)器的體積
三、研究的方法與技術(shù)路線
(一) 基本原理框圖
主要由9部分構(gòu)成：（1）輸入保護(hù)電路整（2）輸入濾波電路，其中包括整流橋和濾波電容；（3）漏極箝位保護(hù)電路，保護(hù)單片單片開(kāi)關(guān)電源芯片；（4）單片開(kāi)關(guān)電源（本設(shè)計(jì)中采用TOP245）（5）高頻變壓器；（6）輸出整流濾波電路；（7）取樣電路；（8）光耦反饋電路；（9）LED燈[3]。
(二) 設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)
�。�1） 輸入：185~265VAC
（2） 輸出：29V
�。�3） 輸出電流：660mA
�。�4） 功率20W
�。�5） 工作效率達(dá)80%以上
(三)具體實(shí)現(xiàn)方案
1、輸入濾波電路
由于本設(shè)計(jì)使用單片開(kāi)關(guān)電源IC芯片來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)，而開(kāi)關(guān)電源的工作方式是交流直流轉(zhuǎn)化，高壓低壓變壓，所以其不可避免的會(huì)生成較強(qiáng)的電磁振蕩和類(lèi)似無(wú)線電波的對(duì)外輻射特性。這便是EMI濾波器的由來(lái)[4]。它主要作用是濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對(duì)電源的干擾，同時(shí)也起到減少開(kāi)關(guān)電源本身對(duì)外界的電磁干擾。
2、輸入整流電路
本設(shè)計(jì)中LED燈泡所需的是連續(xù)的直流電，因此直接接進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的50Hz交流市電必須經(jīng)過(guò)全波整流[5]。開(kāi)關(guān)電源一般采用由整流管構(gòu)成的整流橋，亦可直接選用成品整流橋，完成橋式整流。全波整流橋原理是，當(dāng)正弦波在正半軸時(shí)，D2,D4導(dǎo)通，構(gòu)成回路，當(dāng)在負(fù)
半軸時(shí)，D1,D3導(dǎo)通構(gòu)成回路[6]。
3、輸入鉗位保護(hù)電路的設(shè)計(jì)
由于反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路比較簡(jiǎn)單，比正反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源少用一個(gè)大儲(chǔ)能濾波電感，以及一個(gè)續(xù)流二極管，因此，反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的體積要比正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的體積小，且成本也要降低。
4、驅(qū)動(dòng)器開(kāi)關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)
變壓器是開(kāi)關(guān)電源的核心，它決定了變換器一系列的重要參數(shù)，如占空比D，最大峰值電流。在輸入電壓為AC220V的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，得出數(shù)據(jù)后應(yīng)再進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，主要方法是通過(guò)調(diào)整氣隙和變壓器的初級(jí)匝數(shù)，使工作在交流220V電壓下的電感初級(jí)線圈數(shù)較原來(lái)計(jì)算值增加1.5~1.7倍，總電感量較原計(jì)算值增加1.5~1.8倍，以留出足夠的余量使開(kāi)關(guān)電源工作在合理的工作點(diǎn)上[8]。
5、輸出整流濾波電路
輸出整流濾波電路直接影響到電壓波紋的大小，影響輸出電壓的性能[9]。
采用肖特基二極管D2整流�；谒蛪�，功耗低，大電流的特點(diǎn)，有利于提高電源的效率，其反向恢復(fù)時(shí)間短，有利于減少高頻噪聲。
為了減少共模噪聲，在輸出地和輸入地之間接電容 。
基于以上幾個(gè)方面的影響，輸出整流濾波電路設(shè)計(jì)如圖3.5中D3,L2,C4,C5構(gòu)成。
6、反饋電路
基于本設(shè)計(jì)的要求（設(shè)計(jì)恒流LED驅(qū)動(dòng)器），因此在變壓器的次級(jí)反饋回路采用電流反饋，而為了更好的使驅(qū)動(dòng)器具有隔離效果和恒流精度，故本設(shè)計(jì)采用光耦PC817進(jìn)行光耦反饋，另外采用LM431高精度穩(wěn)壓源作為基準(zhǔn)源[10]。
7、驅(qū)動(dòng)器的散熱設(shè)計(jì)
TOP245單片開(kāi)關(guān)電源作為整個(gè)驅(qū)動(dòng)器的控制器，其散熱問(wèn)題也就最為重要，因此驅(qū)動(dòng)器散熱首先要考慮TOP245單片開(kāi)關(guān)IC的設(shè)計(jì)。TOP245源極的引腳都從內(nèi)部連接到IC的引線部位，是器件散熱的主要路徑。因此所有的源極引腳都應(yīng)連接到TOP245下的鋪銅區(qū)域，不但作為單點(diǎn)接地，還可作為散熱片使用。因它連接到安靜的源極節(jié)點(diǎn)，可以將這個(gè)區(qū)域擴(kuò)大以使TOP245實(shí)現(xiàn)良好的散熱。對(duì)于軸向輸出二極管亦如此，應(yīng)將連接到陰極的PCB區(qū)域最大化。如果有必要還可以給TOP245加散熱片以達(dá)到很好的散熱的目的。另外還可以減少電解電容的使用，以增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)器的可靠性[11]。
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