發(fā)布時(shí)間：2017-09-20 14:03

  本文關(guān)鍵詞：Buck有源功率因數(shù)校正LED驅(qū)動(dòng)控制器的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 寬電源電壓范圍輸入 有源功率因數(shù)校正 LED驅(qū)動(dòng) 恒定導(dǎo)通時(shí)間 高精度恒流

【摘要】：LED照明市場(chǎng)的快速擴(kuò)張推動(dòng)了適用于LED驅(qū)動(dòng)的電源管理芯片的不斷發(fā)展,也對(duì)其提出了更高的要求：更小的體積、更低的成本、更高的恒流精度、更高的功率因數(shù)。論文針對(duì)市場(chǎng)需求,以提高LED驅(qū)動(dòng)電路的恒流精度和功率因數(shù)為目標(biāo),通過(guò)改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)和控制方式,提出了一個(gè)基于單級(jí)Buck有源功率因數(shù)校正的高精度恒流LED驅(qū)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)并予以實(shí)現(xiàn)。論文提出的LED驅(qū)動(dòng)控制器采用芯片與功率級(jí)不共地的浮地結(jié)構(gòu),解決了Buck恒流控制電路中常見(jiàn)的輸出負(fù)載電流易受電感量與輸入輸出電壓影響、恒流精度和穩(wěn)定性不能滿足需求等問(wèn)題；控制器采用恒定導(dǎo)通時(shí)間的控制方式,相對(duì)于電壓模式、平均電流模式、峰值電流模式等控制方法,簡(jiǎn)化了環(huán)路補(bǔ)償,節(jié)省了芯片面積。同時(shí),將Buck變換器設(shè)置于電感電流臨界連續(xù)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了輸入電流對(duì)輸入電壓的良好跟隨,保證了高功率因數(shù),減小了對(duì)電網(wǎng)側(cè)的諧波污染；而且由于功率MOS管處于零電流開(kāi)通狀態(tài),開(kāi)關(guān)損耗得以降低,電感的利用率得以提高,提升了系統(tǒng)效率。為了保證設(shè)計(jì)的可靠性和完整性,論文還探討了逐周期限流保護(hù)、負(fù)載開(kāi)路保護(hù)等電路技術(shù)。所提出的驅(qū)動(dòng)控制芯片可用于驅(qū)動(dòng)16W LED照明系統(tǒng)在85V-265V交流電源電壓輸入下工作。芯片在CSMC 1μm 40V CMOS工藝下完成設(shè)計(jì)并流片,芯片面積為834μm×896μm。測(cè)試結(jié)果表明,芯片可處理85V～265V交流電源電壓輸入,輸出電壓范圍為35V～75V,輸出電流220mA,恒流精度達(dá)到±3%；同時(shí),輸入電流對(duì)輸入電壓的跟隨性良好,電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高達(dá)0.98,總諧波分量小于20%。以上結(jié)果已達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：寬電源電壓范圍輸入 有源功率因數(shù)校正 LED驅(qū)動(dòng) 恒定導(dǎo)通時(shí)間 高精度恒流
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM923.34
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-18
• 第一章 緒論18-32
• 1.1 研究背景及LED概述18-22
• 1.1.1 研究背景18-20
• 1.1.2 LED概述20-22
• 1.2 白光LED對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求22-24
• 1.3 白光LED恒流驅(qū)動(dòng)方案24-29
• 1.3.1 電阻型24-25
• 1.3.2 線性調(diào)整型25-26
• 1.3.3 開(kāi)關(guān)電容型26-27
• 1.3.4 開(kāi)關(guān)電感型27-29
• 1.4 研究現(xiàn)狀29-31
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排31-32
• 第二章 系統(tǒng)方案選擇32-46
• 2.1 高效率PFC拓?fù)浼翱刂颇Ｊ竭x擇32-42
• 2.1.1 功率因數(shù)校正技術(shù)32-36
• 2.1.2 高性能單級(jí)APFC拓?fù)涞倪x擇36-40
• 2.1.3 Buck PFC控制模式選擇40-42
• 2.2 高精度電流采樣結(jié)構(gòu)選擇42-45
• 2.2.1 傳統(tǒng)電流采樣結(jié)構(gòu)42-44
• 2.2.2 浮地電流采樣結(jié)構(gòu)44-45
• 2.3 本章小結(jié)45-46
• 第三章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及頂層設(shè)計(jì)46-60
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的確定46-47
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能實(shí)現(xiàn)47-55
• 3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)47-49
• 3.2.2 恒定輸出電流控制49-50
• 3.2.3 有源功率因數(shù)校正實(shí)現(xiàn)50-52
• 3.2.4 變換器及外圍關(guān)鍵參數(shù)選取52-55
• 3.3 頂層設(shè)計(jì)的分析與考慮55-59
• 3.3.1 芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)55-57
• 3.3.2 啟動(dòng)時(shí)序問(wèn)題57-58
• 3.3.3 軟啟動(dòng)問(wèn)題58
• 3.3.4 首個(gè)功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第四章 關(guān)鍵電路模塊的分析與設(shè)計(jì)60-83
• 4.1 使能及電源供電模塊60-70
• 4.1.1 帶隙基準(zhǔn)源(BG)60-63
• 4.1.2 芯片外部供電電壓(VCC)鉗位電路63-65
• 4.1.3 芯片內(nèi)部供電電壓(VDD)穩(wěn)壓輸出65-68
• 4.1.4 欠壓鎖定(UVLO)68-70
• 4.2 電壓基準(zhǔn)源產(chǎn)生模塊70-72
• 4.3 恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模塊72-77
• 4.3.1 恒定比較電平的產(chǎn)生72-74
• 4.3.2 固定斜率斜坡電壓的產(chǎn)生74-76
• 4.3.3 導(dǎo)通時(shí)間的產(chǎn)生76-77
• 4.4 電感電流過(guò)零檢測(cè)電路77-79
• 4.5 功率管驅(qū)動(dòng)模塊79-80
• 4.6 保護(hù)模塊80-82
• 4.6.1 負(fù)載開(kāi)路保護(hù)80-81
• 4.6.2 負(fù)載短路保護(hù)81-82
• 4.7 本章小結(jié)82-83
• 第五章 控制器仿真驗(yàn)證與測(cè)試83-101
• 5.1 控制器頂層視圖及系統(tǒng)仿真測(cè)試結(jié)構(gòu)83-86
• 5.1.1 控制器頂層視圖83-85
• 5.1.2 系統(tǒng)仿真與測(cè)試結(jié)構(gòu)85-86
• 5.2 上電時(shí)序及關(guān)鍵波形86-90
• 5.2.1 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)序仿真86
• 5.2.2 首個(gè)功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)86-87
• 5.2.3 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和信號(hào)的波形圖87-90
• 5.3 系統(tǒng)性能仿真90-91
• 5.3.1 輸出電流精度90
• 5.3.2 功率因數(shù)及THD90-91
• 5.4 后端版圖設(shè)計(jì)91-93
• 5.5 測(cè)試結(jié)果93-100
• 5.6 本章小結(jié)100-101
• 第六章 總結(jié)與展望101-104
• 參考文獻(xiàn)104-109
• 攻讀學(xué)位期間科研成果109

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