單級復合開關LED驅動電源拓撲及其控制技術研究
發(fā)布時間:2021-06-16 09:46
LED具有光效高、壽命長、響應速度快等諸多優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應用于汽車照明、室內(nèi)照明以及背光照明等領域。LED驅動電源的性能直接決定了LED的照明質量。因此,LED驅動電源應兼具低成本、高可靠性、高效率等優(yōu)點。為進一步改善LED驅動電源的輸入和輸出特性,本文主要研究內(nèi)容如下:首先,本文將功率因數(shù)校正單元(Power Factor Correction,PFC)與后級直流變換器單元(Direct Current-Direct Current,DC-DC)的功率開關管復合,構成單級復合結構,改善LED驅動系統(tǒng)的輸入特性并降低系統(tǒng)的成本。為此,本文分析了單級復合結構開關器件復合機理,總結提煉了其復合規(guī)則。在中小功率LED驅動系統(tǒng)中,Flyback變換器常作為LED驅動電源的主結構,本文基于Flyback變換器,完善了其單級復合結構復合規(guī)則,解決了開關器件源極浮地的問題,降低了驅動電路設計難度,為不同LED照明應用方案選擇提供理論依據(jù)。其次,本文將準諧振和原邊控制算法相結合,應用在單級復合LED驅動系統(tǒng)中,進一步提高基于Flyback變換器的單級復合結構的效率及可靠性。為此,本文提出了限定諧振工作...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 LED驅動電源拓撲結構
1.2.2 單級復合交直流變換器復合規(guī)則
1.2.3 基于Flyback變換器的LED驅動技術
1.2.4 基于諧振變換器的LED驅動技術
1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 單級復合交直流變換器工作機理
2.1 引言
2.2 單級復合結構開關器件復合規(guī)則
2.2.1 前級功率因數(shù)校正電路比較分析
2.2.2 基于Flyback變換器拓撲復合機理
2.3 基于復合規(guī)則交直流變換器電路分析
2.3.1 斷續(xù)工作模式約束條件
2.3.2 母線電壓應力分析
2.3.3 小信號建模
2.4 實驗驗證
2.5 本章小結
第3章 基于Flyback單級復合變換器準諧振原邊控制技術
3.1 引言
3.2 寬工作范圍準諧振控制方法
3.2.1 準諧振工作狀態(tài)分析
3.2.2 限定周期的準諧振控制
3.3 原邊控制方法優(yōu)化改進
3.4 實驗驗證
3.5 本章小結
第4章 零電壓開通型單級復合拓撲PWM控制技術
4.1 引言
4.2 基于Class E諧振變換器的復合開關結構
4.2.1 零電流型單級復合開關結構
4.2.2 零電壓型單級復合開關結構
4.3 調制控制技術對軟開關特性的影響
4.3.1 零電流型PFM方法
4.3.2 零電壓型PWM方法
4.4 實驗驗證
4.5 本章小結
第5章 基于Class E單級復合諧振變換器原邊控制技術
5.1 引言
5.2 恒流輸出原邊控制工作機理
5.3 優(yōu)化諧振電流的原邊控制技術
5.3.1 卡爾曼濾波原邊控制優(yōu)化
5.3.2 擴展描述函數(shù)小信號建模
5.4 實驗驗證
5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種LED模塊的非線性仿真模型研究[J]. 廖志凌,邱殿成,陳兆嶺,廖冕. 電力電子技術. 2018(06)
[2]基于Kalman濾波算法的電網(wǎng)故障行波檢測方法[J]. 李澤文,趙廷,席燕輝,熊毅,胡開庚. 電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2018(06)
[3]一種AC/DC DCM反激變換器輸出電容在線監(jiān)測方法[J]. 程詩恩. 電氣技術. 2018(04)
[4]適用于照明和可見光通信的寬輸入電壓范圍的分段式LED驅動電路[J]. 陳怡,張志義,包宇剛. 電工技術學報. 2018(12)
[5]全輸入電壓范圍高功率因數(shù)脈沖序列控制DCM Boost PFC變換器[J]. 羅歡,許建平,羅藝文,沙金. 中國電機工程學報. 2019(06)
[6]無橋Boost PFC變換器變占空比控制方法的研究[J]. 劉碩,劉啟帆,楊立永. 電力電子技術. 2018(02)
[7]LED球泡燈諧波和功率特性研究[J]. 高敏,黃煒,王語潔,曹義力,朱明星. 照明工程學報. 2018(01)
[8]智能照明控制技術發(fā)展現(xiàn)狀與未來展望[J]. 張榮明,喬文瑋,張嬌嬌,張俊龍,夏迪星. 智能建筑與智慧城市. 2018(01)
[9]可最高效率工作點定位的能饋式LED陣列驅動接口電路[J]. 陳怡,薛建軍,施朝霞. 中國電機工程學報. 2018(03)
[10]淺談LED照明對電網(wǎng)諧波影響及治理[J]. 徐曉曉. 電氣應用. 2017(20)
博士論文
[1]模塊化多機并聯(lián)型低壓大電流有源濾波關鍵技術研究[D]. 曹武.東南大學 2016
碩士論文
[1]無橋PFC變換器研究[D]. 李向恒.北京交通大學 2018
[2]臨界導通圖騰柱Boost功率因數(shù)校正器研究[D]. 趙臣凱.浙江大學 2018
[3]基于Class E的復合型高頻數(shù)字化LED驅動系統(tǒng)研究[D]. 黃嬌平.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]Buck補償DCM Flyback PFC變換器研究[D]. 陳利.西南交通大學 2015
本文編號:3232845
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 LED驅動電源拓撲結構
1.2.2 單級復合交直流變換器復合規(guī)則
1.2.3 基于Flyback變換器的LED驅動技術
1.2.4 基于諧振變換器的LED驅動技術
1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 單級復合交直流變換器工作機理
2.1 引言
2.2 單級復合結構開關器件復合規(guī)則
2.2.1 前級功率因數(shù)校正電路比較分析
2.2.2 基于Flyback變換器拓撲復合機理
2.3 基于復合規(guī)則交直流變換器電路分析
2.3.1 斷續(xù)工作模式約束條件
2.3.2 母線電壓應力分析
2.3.3 小信號建模
2.4 實驗驗證
2.5 本章小結
第3章 基于Flyback單級復合變換器準諧振原邊控制技術
3.1 引言
3.2 寬工作范圍準諧振控制方法
3.2.1 準諧振工作狀態(tài)分析
3.2.2 限定周期的準諧振控制
3.3 原邊控制方法優(yōu)化改進
3.4 實驗驗證
3.5 本章小結
第4章 零電壓開通型單級復合拓撲PWM控制技術
4.1 引言
4.2 基于Class E諧振變換器的復合開關結構
4.2.1 零電流型單級復合開關結構
4.2.2 零電壓型單級復合開關結構
4.3 調制控制技術對軟開關特性的影響
4.3.1 零電流型PFM方法
4.3.2 零電壓型PWM方法
4.4 實驗驗證
4.5 本章小結
第5章 基于Class E單級復合諧振變換器原邊控制技術
5.1 引言
5.2 恒流輸出原邊控制工作機理
5.3 優(yōu)化諧振電流的原邊控制技術
5.3.1 卡爾曼濾波原邊控制優(yōu)化
5.3.2 擴展描述函數(shù)小信號建模
5.4 實驗驗證
5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種LED模塊的非線性仿真模型研究[J]. 廖志凌,邱殿成,陳兆嶺,廖冕. 電力電子技術. 2018(06)
[2]基于Kalman濾波算法的電網(wǎng)故障行波檢測方法[J]. 李澤文,趙廷,席燕輝,熊毅,胡開庚. 電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2018(06)
[3]一種AC/DC DCM反激變換器輸出電容在線監(jiān)測方法[J]. 程詩恩. 電氣技術. 2018(04)
[4]適用于照明和可見光通信的寬輸入電壓范圍的分段式LED驅動電路[J]. 陳怡,張志義,包宇剛. 電工技術學報. 2018(12)
[5]全輸入電壓范圍高功率因數(shù)脈沖序列控制DCM Boost PFC變換器[J]. 羅歡,許建平,羅藝文,沙金. 中國電機工程學報. 2019(06)
[6]無橋Boost PFC變換器變占空比控制方法的研究[J]. 劉碩,劉啟帆,楊立永. 電力電子技術. 2018(02)
[7]LED球泡燈諧波和功率特性研究[J]. 高敏,黃煒,王語潔,曹義力,朱明星. 照明工程學報. 2018(01)
[8]智能照明控制技術發(fā)展現(xiàn)狀與未來展望[J]. 張榮明,喬文瑋,張嬌嬌,張俊龍,夏迪星. 智能建筑與智慧城市. 2018(01)
[9]可最高效率工作點定位的能饋式LED陣列驅動接口電路[J]. 陳怡,薛建軍,施朝霞. 中國電機工程學報. 2018(03)
[10]淺談LED照明對電網(wǎng)諧波影響及治理[J]. 徐曉曉. 電氣應用. 2017(20)
博士論文
[1]模塊化多機并聯(lián)型低壓大電流有源濾波關鍵技術研究[D]. 曹武.東南大學 2016
碩士論文
[1]無橋PFC變換器研究[D]. 李向恒.北京交通大學 2018
[2]臨界導通圖騰柱Boost功率因數(shù)校正器研究[D]. 趙臣凱.浙江大學 2018
[3]基于Class E的復合型高頻數(shù)字化LED驅動系統(tǒng)研究[D]. 黃嬌平.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]Buck補償DCM Flyback PFC變換器研究[D]. 陳利.西南交通大學 2015
本文編號:3232845
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