發(fā)布時間：2017-10-19 11:14

  本文關(guān)鍵詞：基于MCU的LED大功率驅(qū)動電源設(shè)計

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【摘要】：LED作為新一代照明光源,具有功耗低、壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。與傳統(tǒng)光源不同,LED因其電氣特性,需要穩(wěn)定直流源作為驅(qū)動電源。目前,開關(guān)電源因其體積小、效率高,成本低等特點,已成為普遍接受的LED驅(qū)動電源。隨著LED照明發(fā)展和應(yīng)用的普及,LED驅(qū)動電源的市場需求也在不斷增長。在保證滿足LED驅(qū)動條件的前提下,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和智能硬件等當(dāng)前新興技術(shù),開發(fā)新型智能數(shù)字電源是電源領(lǐng)域的技術(shù)熱點。本文設(shè)計了以MCU為控制核心的數(shù)字化LED驅(qū)動電源,采用臨界導(dǎo)通模式的功率因數(shù)校正技術(shù),輸出電壓、電流可調(diào)。不同于傳統(tǒng)模擬開關(guān)電源需要專用的控制集成芯片,本設(shè)計中由MCU輸出PWM信號對功率電路中的開關(guān)管進(jìn)行控制,通過外圍檢測電路對輸出參數(shù)進(jìn)行采樣,并通過算法程序來實現(xiàn)電源的反饋補(bǔ)償控制。使用MCU內(nèi)置比較器和外部中斷以及AD轉(zhuǎn)換器控制的定時器再啟動功能實現(xiàn)臨界導(dǎo)通模式的PFC控制,無需單獨的模擬IC作PFC控制。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時,PFC電路和后級Buck電路可以快速做出響應(yīng),調(diào)節(jié)輸出功率。同時借助通信和傳感模塊,可以方便實現(xiàn)LED的智能聯(lián)網(wǎng)控制,可以與智能家居系統(tǒng)進(jìn)行良好的融合。經(jīng)過最終調(diào)試測試,系統(tǒng)整體性能滿足設(shè)計目標(biāo),能夠?qū)崿F(xiàn)LED的可靠驅(qū)動與調(diào)光控制,為接下來的研發(fā)、生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：LED驅(qū)動 功率因數(shù)校正 PI控制 數(shù)字電源
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM923.34;TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景和意義8
• 1.2 數(shù)字電源的發(fā)展8-10
• 1.3 LED驅(qū)動的數(shù)字化10
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容10-14
• 第二章 開關(guān)電源理論基礎(chǔ)14-34
• 2.1 DC/DC變換器類型14-21
• 2.1.1 降壓型變換器14-16
• 2.1.2 升壓型變換器16-18
• 2.1.3 降壓/升壓型變換器18-19
• 2.1.4 其它類型變換器19-21
• 2.2 開關(guān)電源工作原理21-25
• 2.2.1 調(diào)制方式21-23
• 2.2.2 控制類型23-24
• 2.2.3 工作模式24-25
• 2.3 功率因數(shù)校正介紹25-31
• 2.3.1 功率因數(shù)和總諧波失真26-28
• 2.3.2 無源功率因數(shù)校正28-29
• 2.3.3 有源功率因數(shù)校正29-31
• 2.4 LED驅(qū)動電源特性31-33
• 2.4.1 LED的電氣特性31-32
• 2.4.2 LED驅(qū)動電源技術(shù)要求32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 硬件電路設(shè)計34-52
• 3.1 參數(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)框圖34-35
• 3.1.1 參數(shù)指標(biāo)34
• 3.1.2 系統(tǒng)整體框圖34-35
• 3.2 EMI濾波器設(shè)計35-36
• 3.3 前級PFC和后級Buck電路設(shè)計36-45
• 3.3.1 功率因數(shù)校正電路37-43
• 3.3.2 后級Buck電路43-45
• 3.4 MCU供電電路45
• 3.5 外圍檢測驅(qū)動電路設(shè)計45-48
• 3.5.1 交流輸入電壓波形檢測電路46
• 3.5.2 一次側(cè)電流過零檢測電路46-47
• 3.5.3 PFC輸出信號轉(zhuǎn)換47
• 3.5.4 Buck輸出信號轉(zhuǎn)換47-48
• 3.6 印制電路板的布局布線48-50
• 3.6.1 布線分析48-49
• 3.6.2 元器件布局49-50
• 3.7 本章小結(jié)50-52
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計52-68
• 4.1 軟件功能說明及初始化52-54
• 4.1.1 MCU性能介紹52
• 4.1.2 系統(tǒng)功能框圖52-53
• 4.1.3 主要引腳定義53
• 4.1.4 系統(tǒng)軟件流程53-54
• 4.2 功率因數(shù)控制54-59
• 4.2.1 功率因數(shù)控制軟件設(shè)計55-58
• 4.2.2 負(fù)載變化時的PFC控制58-59
• 4.3 后級Buck控制59-67
• 4.3.1 PI控制原理59-61
• 4.3.2 PI控制實現(xiàn)61-64
• 4.3.3 LED調(diào)光控制64-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試和參數(shù)測試68-78
• 5.1 系統(tǒng)測試方案68-70
• 5.2 模塊及整體測試70-76
• 5.2.1 MCU模塊功能調(diào)試70
• 5.2.2 MCU供電電源調(diào)試70-71
• 5.2.3 外圍驅(qū)動檢測電路調(diào)試71-74
• 5.2.4 系統(tǒng)整體測試74-76
• 5.3 本章小結(jié)76-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明84-86
• 致謝86

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳志彬;王仲初;;單相開關(guān)電源的設(shè)計[J];電源世界;2001年10期

2 陳志彬,吳文波;單相開關(guān)電源的設(shè)計[J];鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報;2001年06期

3 周志敏;開關(guān)電源的分類及應(yīng)用[J];電子質(zhì)量;2001年11期

4 陳海龍;開關(guān)電源的關(guān)鍵技術(shù)[J];現(xiàn)代電信科技;2001年12期

5 張永貴;趙金順;;開關(guān)電源故障的分析與檢修[J];家電檢修技術(shù);2001年10期

6 周志敏;;開關(guān)電源的分類及應(yīng)用[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2001年03期

7 苑國良;開關(guān)電源發(fā)展新趨勢[J];機(jī)電一體化;2002年01期

8 楊柳春;談開關(guān)電源的效率[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2002年01期

9 劉軍;開關(guān)電源的應(yīng)用與發(fā)展[J];大眾用電;2002年12期

10 徐九玲,謝運(yùn)祥,彭軍;開關(guān)電源的新技術(shù)與發(fā)展前景[J];電氣時代;2003年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳永真;;一種簡潔的高效率開關(guān)電源的研制[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

2 李硯泉;;回掃式開關(guān)電源的設(shè)計[A];信息科學(xué)與微電子技術(shù):中國科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

3 朱春節(jié);馬衛(wèi)東;郭春生;李志國;呂長志;;開關(guān)電源模塊可靠性研究[A];2007'第十二屆全國可靠性物理學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2007年

4 陳百川;陳百江;;開關(guān)電源常見故障的檢修[A];第六屆中國科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

5 屈熹;姜書艷;劉布民;;提高開關(guān)電源效率的方法研究[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（二）[C];2007年

6 張利光;;通信開關(guān)電源原理簡析及應(yīng)用[A];河南省通信學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

7 鐘炎平;;開關(guān)電源的噪聲及其抑制[A];第二十屆電工理論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

8 瞿小龍;徐自強(qiáng);汪澎;;小型化開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢[A];2010中國電子制造技術(shù)論壇論文集[C];2010年

9 高峰;;計算機(jī)開關(guān)電源的一般維修方法[A];河南地球科學(xué)通報2008年卷（下冊）[C];2008年

10 謝聯(lián)f;;醫(yī)療設(shè)備的開關(guān)電源的工作原理和維修[A];2011年浙江省醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第九屆學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐君;亞洲開關(guān)電源制造業(yè)市場透析[N];中國電力報;2002年

2 雯麗;工業(yè)開關(guān)電源行業(yè)有待整合[N];國家電網(wǎng)報;2009年

3 浙江 吳建龍;5V/1A開關(guān)電源的制作[N];電子報;2013年

4 徐君;亞洲開關(guān)電源制造業(yè)市場透析[N];中國電力報;2002年

5 黎力;開關(guān)電源的選用[N];中國電力報;2004年

6 信息產(chǎn)業(yè)部電子九所 周平章 何發(fā)松;開關(guān)電源的技術(shù)與市場[N];中國電子報;2000年

7 中興通訊股份有限公司電源系統(tǒng)部 向陽;探尋開關(guān)電源供應(yīng)商新出路[N];中國電子報;2004年

8 吉林 劉柏林;改110V為220V輸入的開關(guān)電源[N];電子報;2002年

9 廣東 羅衛(wèi)平;檢修開關(guān)電源防止開關(guān)管炸裂方法[N];電子報;2003年

10 北京 張純學(xué);5V/3A開關(guān)電源的修理與改進(jìn)[N];電子報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 周月閣;開關(guān)電源多元質(zhì)量穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 劉雨鑫;基于系統(tǒng)兼容性的DC-DC開關(guān)電源芯片研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

3 于月森;本質(zhì)安全型開關(guān)電源基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

4 袁臣虎;開關(guān)電源DC/DC變換器電路參數(shù)及新拓?fù)溲芯縖D];天津大學(xué);2012年

5 陳乾宏;開關(guān)電源中磁集成技術(shù)的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

6 劉簾曦;基于Verilog-A HDL高層次行為模型的大功率DC/DC開關(guān)電源芯片的設(shè)計研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

7 吳景林;40T混合磁體外超導(dǎo)磁體電源的開關(guān)電源方案研究與設(shè)計[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王琳;基于STM32的高壓電源設(shè)計[D];遼寧大學(xué);2015年

2 高雪菲;基于DSP和FPGA的數(shù)字化開關(guān)電源的研究和設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2014年

3 李艷麗;開關(guān)電源中保護(hù)電路的研究與設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2015年

4 馮強(qiáng);開關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾建模研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 杜培德;一種用于機(jī)載電子設(shè)備的DC-DC開關(guān)電源的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

6 杜宇娟;基于I~2C總線的模塊化測試電源設(shè)計[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

7 曹麗娟;電磁加熱系統(tǒng)設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖北大學(xué);2011年

8 彭波;一種新型單級半橋式開關(guān)電源的設(shè)計與研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

9 潘峰;組網(wǎng)LED燈電源與集控系統(tǒng)設(shè)計[D];中國計量學(xué)院;2015年

10 張艷紅;全橋PWM軟開關(guān)電源的研究[D];東北石油大學(xué);2010年

，

本文編號：1060767