本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)諧振變換器及其在LED驅(qū)動器中的應(yīng)用

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【摘要】：LED照明正在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展和普及,替換現(xiàn)在主流的熒光燈照明。熒光燈的工作電流是交流的,而LED則是直流電流。LED驅(qū)動器常見的拓撲是PWM變換器(Pulse Width Modulation,脈寬調(diào)制變換器),PWM變換器結(jié)構(gòu)和工作原理簡單,但是效率低,性能較差,體積大,功率密度低,一般比較適合小功率以及較低端的應(yīng)用場合。隨著LED照明市場的發(fā)展和成熟,高功率高性能的LED應(yīng)用快速發(fā)展,基于PWM變換器的LED驅(qū)動器已經(jīng)無法滿足需求。諧振變換器就是為了解決PWM的局限性而引入的另外一種變換器拓撲結(jié)構(gòu)。諧振變換器效率高,體積小,而且工作頻率高,非常適合高功率和小型化的較高端LED照明應(yīng)用場合。諧振變換器也有不同的結(jié)構(gòu),大體分為串聯(lián)寫真變換器和并聯(lián)諧振變換器,本文的課題是并聯(lián)諧振變換器及其應(yīng)用于LED驅(qū)動器的設(shè)計。并聯(lián)諧振變換器在性能上比PWM脈寬調(diào)制變換器優(yōu)越,但是在目前市場上的LED驅(qū)動器,很少有使用并聯(lián)諧振變換器這個結(jié)構(gòu)的,因為并聯(lián)諧振變換器工作原理和分析比較復(fù)雜且缺乏現(xiàn)有的理論分析和設(shè)計指導(dǎo),為了解決這個問題,本文采用了一次諧波近似法(FHA,First Harmonic Approximation)對并聯(lián)諧振變換器進行理論分析推導(dǎo)。該方法提取并聯(lián)諧振變換器輸入方波電壓的基波成分,以此作為輸入的電壓源,根據(jù)基本電路理論,對電路中的關(guān)鍵元器件的電壓以及電流做交流分析,推導(dǎo)表達式以及傳遞函數(shù)。該方法雖然采取近似方法,但是簡單直觀,設(shè)計方便,結(jié)果相對較為準確,所以較易應(yīng)用于實際的工程設(shè)計,具有較大的實用意義。LED驅(qū)動器引入了輸出LED電流閉環(huán)反饋電路,其目的是提供恒定的LED電流,反饋電路的引入帶來了系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。為了解決并優(yōu)化系統(tǒng)穩(wěn)定性,本文提出了用頻率響應(yīng)分析儀測量幅頻/相頻特性曲線,根據(jù)頻率響應(yīng)分析儀的相位裕量測量結(jié)果,針對性的設(shè)計補償器以改進系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文最后是一款75W LED驅(qū)動器的設(shè)計實例。該LED驅(qū)動器的產(chǎn)品要求是設(shè)計高效率的輕薄長條形75W寬輸出電壓電流窗口LED驅(qū)動器,設(shè)計方案采用基于NXP(恩智浦)半導(dǎo)體公司的控制芯片UBA1313的并聯(lián)諧振變換器,根據(jù)本文的并聯(lián)諧振變換器一次諧波法的分析和推導(dǎo),計算電路關(guān)鍵元器件參數(shù),比較計算結(jié)果、電路仿真結(jié)果以及實際產(chǎn)品測試結(jié)果,三種結(jié)果比較吻合。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;TM923.34

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