本文關(guān)鍵詞：原邊反饋無輔助繞組LED恒流驅(qū)動芯片研究與設(shè)計

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【摘要】：由于LED具有壽命長、發(fā)光效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)點,近幾年來在住宅、商場、交通等場合得到了大量應(yīng)用,LED照明也因此被視為新一代照明光源。雖然LED照明被認為是未來節(jié)能照明的必然趨勢,但其推廣還受價格、技術(shù)等因素的制約,以市場上常見的5W以下帶輔助繞組的隔離LED照明方案為例,其輸出電流精度大都在±3%內(nèi),系統(tǒng)效率低于80%。因此,研究高精度、低功耗、低成本的驅(qū)動電路意義重大。為此,本文通過研究LED驅(qū)動技術(shù),提出了一種基于反激式拓撲的原邊反饋無輔助繞組恒流控制芯片。論文先介紹了帶輔助繞組的原邊反饋恒流驅(qū)動系統(tǒng)工作原理,在理論上證明無輔助繞組方案的可行性,并根據(jù)新的無輔助繞組方案定義了一款高精度低功耗控制芯片。該芯片采用原邊反饋反激恒流驅(qū)動器架構(gòu),使用CSMC 0.8um 700V BCD工藝實現(xiàn),工作在電感電流斷續(xù)模式下,具備在85～265 Vac寬電壓輸入范圍內(nèi)正常工作能力。芯片功率級部分采用兩功率管層疊結(jié)構(gòu),能有效減小系統(tǒng)功耗。配合過零檢測比較器(ZCS)的使用,控制芯片能檢測消磁過程結(jié)束時的勵磁電感與寄生電容的振蕩,實現(xiàn)精確檢測消磁時間結(jié)束點,這使得LED恒流驅(qū)動系統(tǒng)的無輔助繞組設(shè)計成為可能。由于沒有輔助繞組,控制芯片所需外圍器件極少,簡化電路應(yīng)用的同時節(jié)約了體積、降低了成本。芯片內(nèi)具有恒流控制模塊,使系統(tǒng)能在輸入電壓和負載變化時保持良好的電流精度。此外,芯片還具備完整的保護機制,包括過溫保護、原邊過流保護、輸出過壓保護、輸出負載短路保護,有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)的輸出電流精度在±2.5%內(nèi),線性調(diào)整率和負載調(diào)整率在±4%內(nèi),系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率超過80%,芯片的保護功能通過了驗證。以上仿真結(jié)果證明了無輔助繞組原邊反饋恒流驅(qū)動方案的可行性。版圖設(shè)計也已完成,版圖面積為2.46×1.02 mm2。
【關(guān)鍵詞】：LED驅(qū)動 反激變換器 原邊控制 無輔助繞組 恒流輸出
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-25
• 1.1 研究背景及意義15-17
• 1.2 LED及其驅(qū)動電路17-21
• 1.2.1 LED特性17-18
• 1.2.2 LED常用驅(qū)動電路18-21
• 1.3 原邊反饋LED驅(qū)動器的發(fā)展21-23
• 1.3.1 發(fā)展過程及現(xiàn)狀21-22
• 1.3.2 LED恒流驅(qū)動器關(guān)鍵指標(biāo)22-23
• 1.4研究目的及論文內(nèi)容安排23-25
• 第2章 系統(tǒng)分析及芯片定義25-49
• 2.1 帶輔助繞組原邊反饋恒流驅(qū)動系統(tǒng)25-33
• 2.1.1 系統(tǒng)工作原理分析25-29
• 2.1.2 輸出電流平均值的計算29-30
• 2.1.3 消磁時間結(jié)束點檢測原理30-33
• 2.2 無輔助繞組原邊反饋恒流驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計33-49
• 2.2.1 芯片引腳描述和電氣參數(shù)定義36-37
• 2.2.2 芯片內(nèi)部框圖定義37-40
• 2.2.3 芯片工作時序40-41
• 2.2.4 關(guān)鍵節(jié)點波形分析41-43
• 2.2.5 輸出恒流的實現(xiàn)43-46
• 2.2.6 輸出電流精度的影響因素及補償方法46-49
• 第3章 芯片模塊電路設(shè)計49-78
• 3.1 電壓基準(zhǔn)(BG)和過溫保護(OTP)49-57
• 3.1.1 帶隙基準(zhǔn)49-56
• 3.1.2 過溫保護56-57
• 3.2 過零檢測比較器(ZCS)57-61
• 3.3 原邊短路保護模塊61-66
• 3.4 電流采樣比較器(CS)66-72
• 3.4.1 前沿消隱66-68
• 3.4.2 開關(guān)延遲補償68-69
• 3.4.3 電流采樣比較器69-72
• 3.5 恒流控制模塊(CCCONTROL)72-74
• 3.6 消磁時間監(jiān)控保護74-78
• 3.6.1 消磁時間最大值限制(TD_max)75-76
• 3.6.2 消磁時間最小值限制(TD_min)76-78
• 第4章 系統(tǒng)仿真和芯片版圖78-90
• 4.1 系統(tǒng)仿真測試平臺78-79
• 4.2 系統(tǒng)仿真79-88
• 4.2.1 系統(tǒng)上電過程79-81
• 4.2.2 原邊短路保護81-82
• 4.2.3 輸出短路保護82-83
• 4.2.4 輸出過壓保護83-84
• 4.2.5 線性調(diào)整率和負載調(diào)整率84-87
• 4.2.6 系統(tǒng)性能仿真總結(jié)87-88
• 4.3 芯片版圖88-90
• 第5章 總結(jié)與展望90-92
• 5.1 本文研究內(nèi)容總結(jié)90-91
• 5.2 研究展望91-92
• 參考文獻92-95
• 作者簡歷95
• 在學(xué)期間科研成果95

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 馬喜柱,李榆倉;SS7型電力機車主變壓器牽引繞組對輔助繞組的影響分析[J];機車電傳動;2000年06期

2 胡彥奎;采用輔助繞組和移相電路的罩極電動機動態(tài)性能分析[J];微電機(伺服技術(shù));2004年06期

3 賁洪奇;王大慶;孟濤;朱良梅;;基于輔助繞組的單級橋式PFC變換器紋波抑制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2013年04期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高紅波;原邊反饋無輔助繞組LED恒流驅(qū)動芯片研究與設(shè)計[D];浙江大學(xué);2016年

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本文編號：675546