湖南省大学生研究性学习和创新性实验项目：一种新的LED路灯恒流驱动电源的设计与实现.docVIP

湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划 项　 目　 申　 报　 表 项目名称: 一种新的LED路灯恒流驱动电源的设计与实现 学校名称 XXXXXXX 学生姓名 专 业 性 别 入 学 年 份 罗民杰 电子信息工程技术 男 2012.09 邓集德 嵌入式系统工程 男 2012.09 李福成 嵌入式系统工程 男 2012.09 李浩 电子信息工程技术 男 2013.09 李群 电子信息工程技术 男 2013.09 指导教师 XXXX 职称 讲师 学科专业 电子 指导教师 XXXX 职称 讲师 学科专业 电子 学生曾经参与科研的情况： 1.参与可调稳压电源的设计与制作； 2.参与数字频率计的设计与制作； 3.参与PFC电路拓扑的分析低压电力线窄带载波通信路由算法研究TiO2纳米线的干法制备、表面修饰及光伏特性研究”,为整个LED灯具提供动力,对LED行业的发展起到了重要的作用，由于LED是特性敏感的半导体器件,又具有负温度特性,LED器件对驱动电源的要求近乎苛刻。现有LED 光源普遍采用多颗LED，通过串联或并联组成LED 模组来进行照明，为了达到最佳的工作性能，必须要设计合适的LED 驱动电源，使其在恒定电流的条件下工作。为了保证LED 的优势，针对不同的LED照明产品和应用要求，必须选择合适的驱动电路拓扑结构，使LED 驱动电源达到高效率、高可靠性、高功率因数、低成本的要求。对于30 W～75 W 的中小功率LED模组照明，通常选用结构简单、成本低、调试简单的反激拓扑结构。为了达到环保节能的要求，LED 驱动电源通要求PF （功率因素）值大于0.9， 因此普通反激电源前端通常还要加入功率因数校正环节，不仅增加了成本，而且体积也难以小型化，效率也不高。而单级PFC（功率因数校正）反激电路，将功率因数校正与反激电路合二为一，不仅可以得到较高用于中小功率LED 模组照明。 本项目拟设计了一种基于单级带PFC功能的隔离反激式LED路灯恒流驱动电路,取代由PFC升压变换器和DC/DC变换器构成的二级电路,并结合LED故障检测电路，保证其它LED灯工作在安全范围之内,延长LED使用寿命精简了电路结构、提高了效率。 二、项目的内容 1.对LED驱动电源的工作原理进行研究,并给出了相应高效LED驱动电源的功能和技术指标； 2.给出具有基于单级带PFC功能的隔离反激式LED路灯恒流驱动电路硬件框图； 3.基于硬件框图设计原理图并进行软件仿真调整关键器件参数； 4.制作电路板、焊接和装配电子元器件、形成简易实验产品； 5.板级调试和对整个系统性能进行分析； 三、项目主要解决的问题 本项目主要解决的问题是： 1.解决传统驱动电源的PFC控制加DC/DC变换二级电路结构，电路结构、提高了效率； 2.解决目前单一LED发颗粒颗粒故障引起整个LED灯具损坏的问题； 国内外研究现状和发展动态 从拓扑结构上划分，有源功率因数校正电路可分为两级PFC变换器与单级PFC变换器两种，两级式PFC变换器功率因数校正效果好，输出特性好,但使用两级变换器分别完成PFC与DC/DC变换，所需元器件较多，成本较高,电路较为复杂，功率密度低，损耗较大。单级APFC使用一级电路同时完成PFC和DC/DC变换的功能，成本较低、结构简单，在体积和效率方面具有一定的优势。 20 世纪90年代，美国学者Erickson等提出了单级 PFC 变换器，自此，单级PFC技术就向着减少电子元器件，降低成本，提高效率和优化控制等方向发展。目前，现有的单级PFC的电路拓扑还停留在小功率应用的场合。为实现较大功率场合的应用，日本学者K.Hirachi等提出的全桥结构，哈尔滨工业大学的刘宇等提出的新型ZVZCS单级全桥PFC变换器拓扑融合了软开关技术，这些都为单级PFC的中大功率应用实现进行了验证。但是，单级PFC技术仍有很多问题有待研究，如THD（总谐波失真提高PF值隔离的反激式驱动电路2个代码框申请人不填。2.活页文字表述中不得直接或间接透露个人相关背景。 2 -1-