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大功率LED照明驱动电路的研究设计

任兵  
【摘要】:LED照明作为新一代的照明技术以其节能、环保等独特优势得到人们越来越多的青睐。在倡导“低碳节能”的当今社会,各国政府及科学家也把目光重点投向LED照明这项绿色照明技术。近年来,大功率LED照明更是被广泛地应用于通用照明、路灯照明、太阳能景观灯以及汽车车灯照明等不同领域,显示出了大功率LED照明技术潜在的巨大市场。正因如此,作为LED照明系统中不可缺少的一部分,LED照明驱动电路也得到极大的发展。 普通白炽灯负载的伏安特性呈线性关系,因此可以用普通电压源(交流市电)简单的驱动。与普通白炽灯这种纯阻性负载不同,由于大功率LED负载的伏安特性呈指数关系,加在LED两端的电压出现很小的变化就能使流过LED的电流产生极大的变化;如果LED中的电流过大,则很容易使LED负载烧毁;要保证LED负载的正常工作,就必须对其电流加以控制。所以不能像普通白炽灯一样简单应用电压源来驱动LED负载,最好的解决办法就是设计专用的驱动电路以输出恒定电流的方式进行驱动,对其电流进行精确地控制。 本文介绍了一种基于恒定导通时间(COT)控制的Buck型大功率LED照明驱动电路,旨在为LED照明系统中的大功率LED负载提供精确恒定的驱动电流,使其能够安全、稳定、可靠的工作。论文首先分析了大功率LED驱动基本原理,从控制模式着手,阐述了不同LED驱动控制方案的优缺点;从实际LED恒流驱动应用考虑,指出恒定导通时间控制方案为最佳选择。然后,论文详细地说明了基于恒定导通时间控制的LED驱动电路结构及工作原理,并对驱动电路中部分重要子模块电路进行原理分析和仿真验证,以确保整体电路的正常工作。最后,论文还针对目前市场上的LED照明驱动典型应用,进行了整体电路参数的设计,并在0.25μm高压BCD工艺下,对电路进行了整体仿真。仿真结果表明:该驱动电路可以为大功率LED负载提供精确恒定的700mA驱动电流,并且整体电路的工作效率高达94%以上,完全满足现实应用的实际需求。


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