當今社會,因為綠色節(jié)能的發(fā)展,LED照明產(chǎn)業(yè)迎來了新的歷史契機。由于LED通常采用恒流驅(qū)動,為了節(jié)省電力,同時減少對電網(wǎng)的諧波污染,其驅(qū)動電路需滿足高功率因數(shù)(power factor,PF)的要求。雖然有源PFC技術可以實現(xiàn)高功率因數(shù),但是其輸出端含有較大的二倍工頻紋波電流,極易引起頻閃問題,因此需要設計去紋波電路來有效地降低輸出端的紋波,消除頻閃。有鑒于此,本文設計了一種高功率因數(shù)、低紋波的反激式LED驅(qū)動電路,系統(tǒng)包括功率因數(shù)校正和自適應去紋波兩部分。所設計的功率因數(shù)校正電路采用固定導通時間控制模式,結構簡單,利用輔助繞組采樣副邊電壓,同時采用原邊反饋結構,利用輸出電流估算電路采樣原邊電阻上的電壓并積分,得到與輸出電流有關的信號,并用低帶寬高線性度的誤差放大器將其鉗位在一個基準值,從而實現(xiàn)恒流輸出,根據(jù)誤差放大器輸出信號V_(comp)在半個工頻周期內(nèi)近似恒定的特性,利用恒流源對電容充電產(chǎn)生鋸齒波信號與V_(comp)進行比較,使得半個工頻周期內(nèi)原邊導通時間T_(on)固定,從而使輸入電流能夠跟隨輸入電壓呈近似正弦變化,實現(xiàn)高功率因數(shù)。系統(tǒng)電路工作在臨界導通(CRM)模式下,降低了開關損耗,適合于小功率應用。針對功率因數(shù)校正電路輸出端存在較大的工頻紋波易引起頻閃的缺陷,在輸出端設計了一種自適應紋波抑制電路,該電路在傳統(tǒng)LDO的基礎上,采樣輸入電流的變化自適應的產(chǎn)生基準電壓從而達到抑制紋波的功能,由于其基準是采樣反饋輸出電流產(chǎn)生的,因而可以適用于不同的輸出電流。與傳統(tǒng)的兩級結構相比,不僅有效的降低了輸出紋波消除了頻閃問題,還簡化了電路的設計,降低了成本和體積,同時減小了功耗,提高了效率。本文采用HHNEC 0.5μm 5V/40V HVCMOS工藝設計了電路,并進行了模塊仿真和系統(tǒng)仿真,繪制了控制芯片版圖并流片,利用外圍元器件搭建了測試板,測試結果表明,在85V~265V輸入范圍內(nèi),輸出電壓范圍20V~36V,輸出電流430mA,整個系統(tǒng)全載下PF≥0.903,滿載PF≥0.952,全載下THD≤25%,采用紋波抑制電路后,輸出電流紋波小于9.8%,系統(tǒng)的恒流精度為?3.3%以內(nèi),線性調(diào)整率在?4.0%的范圍內(nèi),負載調(diào)整率在?1.8%以內(nèi),轉(zhuǎn)換效率高于82.5%,滿足設計要求。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN312.8
【部分圖文】：

圖 1.1 橋式整流濾波電路原理圖及輸入波形圖流造成的一系列問題，引起了各國政府及有關國際組織的高度關注，準，比較著名的有 IEC61000-3-2、IEC555-2、IEC 1000-3-2 等。上世紀的諧波標準。 表 1.1 是 IEC 1000-3-2 標準 A 類設備諧波限制情況。各工程技術人員，不得不進行有關功率因數(shù)校正（Power Factor Correc使得開關變換器的輸入電流諧波達到相應的諧波標準[2~4]。表 1.1 IEC 1000-3-2A 類諧波電流限制奇次諧波 偶次諧波最大電流（A） 諧波次數(shù) 最大電流（A） 諧波次數(shù) 最大電2.30 11 0.33 2 1.14 13 0.21 4 0.7715≤n≤39 0.15 (15/n)6 0.40 8≤n≤40 0.2采用恒流驅(qū)動，因此對流過的電流的波動有嚴格的要求。對于具有功路來說，其輸出端的電流紋波通常都很大，而且紋波的頻率是輸入工由于輸入工頻通常都比較低，50Hz 或者 60Hz，因此紋波電流的頻率為

第一章 緒論近幾年來，隨著越來越多的應用場合對高功率因數(shù)的要求，出現(xiàn)了一些新的 PFC 控制方針對傳統(tǒng)控制方式的改進模式。2012 年由韓國的 Jong Tae Hwang、Moon Sang Jung 和 Dae Ho Kim 等學者提出了一種應激式單級 PFC 的采用 LED 正向電壓和占空比變化跟蹤的控制電路，如圖 1.2 所示。它包含了反激式單級 PFC 控制器（CCFC）和峰值電流參考信號發(fā)生器（PCRG）。文章用設計的峰值考信號發(fā)生器產(chǎn)生包絡成正弦變化的電流基準代替了傳統(tǒng)直流基準，從而大大提升了電路的 P效率。該電路最大的缺點就是需要電容值較大的輸出濾波電路，從而降低了 LED 驅(qū)動電源的壽

圖 1.3 基于單周期控制的反激式單級 PFC幾年在功率因數(shù)校正技術方面有了一些新的探索，但結構設計簡單、系統(tǒng)集成度、體積小的單級 PFC 依然是研究的熱點。本文將致力于設計一種單級 PFC 來實。波無頻閃技術有功率因數(shù)校正功能的電路來說，其輸出通常含有較大的二倍工頻紋波。與率紋波相比，由于輸入工頻通常為 50Hz/60Hz，頻率很低，容易被人眼覺察流紋波會造成嚴重的頻閃問題，對人體健康產(chǎn)生影響。因此如何有效降低輸紋波成為研究的關鍵點。韓國 Yi Li，Hee-Jun Kim 等提出一種新穎的拓撲結構和紋波補償方法，通過使用將功率脈動平滑到輸出端。通過這種方法，可以有效地降低二倍工頻紋波[12]。韓國 Min-Cheol Chae，Joonmin Lee 等人通過在滯環(huán)電流控制型 PFC 變換器的輸振濾波器可以在一定程度上降低工頻紋波的大小，并且無需使用電解電容[13]。加拿大 Peng Fang 等人提出一種能量溝道紋波消除電路，該電路并聯(lián)在輸出端，電容組成，可以儲存部分的輸入功率而減小輸入與輸出功率之間的差值，該方法出紋波，同時還可以去除輸出端的電解電容[14]。南京理工大學姚凱等提出了一種三次諧波注入法，即在輸入端注入一定量的三
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本文編號：2871943