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LED随着功率和效率的提高,逐渐由过去在指示和显示方面的应用发展到照明领域。与传统照明光源相比,它具有光效高、低压驱动、全固态、寿命长、频繁开关不影响寿命、无汞环保等特点。正是由于LED光源的这些优点,对其驱动电源相称的性能要求比气体放电灯电子镇流器要更高,除了在恒流控制、电气输入特性、输出/输入电功率效率等方面的要求以外,驱动电源还要达到与LED光源相匹配的寿命,目前驱动电源尤其是大功率产品的可靠性还需要进一步提高,同时也要考虑性能与成本之间的矛盾也就是性价比的问题。本文从电路结构的基础设计上来解决这一问题,主要研制了一款半桥开关电路的大功率LED驱动电源。 本文首先介绍课题的研究背景和意义,LED的发光原理和电气特性,以及 LED驱动电路的技术现状,比较LED驱动电路中常用的AC/DC拓扑电路结构优缺点,进而提出了驱动电源的总体设计方案。其次,探讨研究功率因数校正技术,设计了临界导通模式、控制器芯片采用MC33262的功率因数校正电路,经计算确定其主电路和控制电路的主要元器件。再次,采用了合适的拓扑结构电路,即半桥开关电路和LC回路,分析了其工作原理,设计了基于芯片IRS2153控制器的半桥驱动电路;结合半桥驱动芯片的输出频率可编程的原理,采用互感线圈耦合电流取样的方法和电流负反馈技术,实现了PFM调制以恒定的控制输出电流,同时也实现了电路的调光功能。最后,针对驱动电源中电磁干扰产生的原因,设计了 EMI滤波电路;采取了各种保护措施以提高驱动电源的可靠性;为预防因某个LED开路而导致系统出现的故障,设计了LED开路保护电路。 电路测试结果显示:设计的150W LED驱动电源,可在宽输入电压AC185-265V范围内实现恒流驱动和调光控制功能,整机效率达90.6%,功率因数PF=0.991,整机的EMC达标,符合设计要求。 实验结果和理论分析证明:采用半桥开关电路和PFM恒流调制技术的LED驱动电源,具有可行性和可靠性,在道路照明中拥有实用价值。