LED驱动电源设计_毕业设计（论文）.docx

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1、重庆大学本科学生毕业设计论文1.ED驱动电源设计专业：电气工程与自动化重庆大学电气工程学院年六月GraduationDesign(Thesis)ofChongqingUniversityDesignofDriverPowerforLEDUndergraduate:ZhouHaoSupervisor:Prof.TangZhideMajor:ElectricEngineering&AutomationSchoolofElectricEngineeringChongqingUniversityJune2021该文针对LED驱动电源的设计需要，先简述了LED及其驱动电源的根本情况，包括BUCK电路及其

2、控制电路的工作原理、稳定性分析等。然后以UC3843电流控制芯片和BUCK电路为根底，设计出了一款车用LED驱动电源，并通过仿真实验，对电路进行了检验。文中详细介绍了UC4843的使用方法、该驱动电源的设计步骤以及具体参数计算。这款驱动电路工作在12V直流电压下，以BUCK电路为主电路，采用峰值电流控制模式，按照PWM调制方法，对两颗串联的LED进行供电，实现了恒流输出、欠压保护、过载保护、空载保护、斜坡补偿等功能，并且在仿真实验中均表达出了各局部的作用。这款LED驱动电源工作稳定，抗干扰能力强，输入范围广,输出电流平稳；通过简单改变供电方式，此电路还能用于不同领域。另外该文还对仿真实验结果进

3、行了较为详细的分析，对补偿斜坡尾部上翘、电流采样电阻的至畸作用进行了讨论。关键词：驱动电源，峰值电流控制，PWM,LED,UC3843ABSTRACTThisarticleforthepurposeofthedesignneedsofLEDdriverpower,firstlysummarizingbrieflythebasicinformationofLEDanditsdriverpower,includingBUCKcircuitaswellasitsworkingprinciplesofcontrolcircuit,thestabilityanalysisetc.Thenbasedont

4、heUC3843electriccurrentcontrol-chipandBUCKcircuit,avehicleLEDdriverpowerhasbeendesigned,anditselectriccircuithasbeentestedthroughthesimulationexperiments.ThisarticledescribestheusagesoftheUC4843,thedesignprocessofthedrivercircuitandthespecificparametercalculationindetail.Thisdriverpowerworksat12VDCv

5、oltage,withBUCKcircuitasthemaincircuit,adoptingthecontrolmodeofpeakcurrent,inaccordancewiththePWMmodulationmethod,providingpowertotwoseriesconnectionsofLED,bringingaboutthefunctionsofunder-voltageprotection,overloadprotection,idle-loadprotection,slopecompensation,andreflectingtheirrespectivefunction

6、sinthesimulationexperiments.ThisLEDdriverpowerworksstably,withstronganti-interferenceability,wideinputrange;stableoutputcurrent;bychangingthewayofpowersupply,thecircuitcanalsobeusedindifferentfields.Inaddition,thisarticlealsocarriedonamoredetailedanalysisofthesimulationexperimentresults,andcarriedou

7、tthediscussionofabnormalfunctionsabouttheupturnedslopecompensationanddisruptionofthecurrentsampling.Keywords：Driverpower,Peakcurrentmodecontrol,PWM,LED,UC3843中文摘要ABSTRACTII1绪论11.1 电光源11.2 大功率LED简介2大功率LED发光原理21.3 LED驱动电源研究现状6LED驱动电源的分类61.ED及具驱电源的市场72降压性开关电源91 .1开关电源的特性92 .2BUCK电路原理分析*10BUCK电路根本原理10BU

8、CK连续导通模式113 173.1 开关电源的调制方式173.2 开关电源的控制模式191.1 3峰值电流控制模式的稳定性分析22不稳定性的产生22斜坡补偿技术244UC3843高性能电流模式控制器261.2 1UC3843的主要特性261.3 UC3843的工作原理271.4 UC3843的引脚及其功能281.5 UC3843的内部结构294. 5UC3843的各模块具体特性325基于UC3843的LED驱动电源设计355.1电路结构35主电路3536控制电路5. 213J?375. 3385.4最终电路4261方3、马!436.1 正常状态运行436.2 斜坡补偿的效果检验456.3 电源

9、波动对电路的影响466.4 电流取样点的选择对电路的影响487结论50ll51参考文献521绪论1. 1电光源灯具作为人们日常生活中接触最多电气类产品，是现代化社会不可或缺的一局部。这些产品都经历了数十年乃至上百年的不断创新与改良，已经拥有了相当成熟的市场空间及运用领域；这些灯具主要分为白炽灯、气体放电灯、以及一些非常规灯具，其原理相去甚远，性能也各有不同。(1)白炽灯：从十九世纪开始，人们就开始试着制造电光源，当时是利用电流加热真空中灯丝来到达照明效果。直到1879年，美国创造家爱迪生制成了以碳化纤维作为灯丝的白炽灯，使得电光源能走进平常人家。后来贾斯脱又试着用鸽丝作为灯丝制成白炽灯。之后不

10、久，朗缪尔创造螺旋鸽丝，并在灯泡内充入氮气,减缓了鸨丝的蒸发。在此后的开展中，为使灯丝和气体的接触面尽量减小，人们将鸨丝从单螺旋开展成双螺旋，发光效率大大提高，这就是今天我们所见到的白炽灯。80年代，普通白炽灯已经能高速生产并被大面积使用。白炽灯是利用热辐射发出可见光的电光源。尽管白炽灯发光效率很低，但价格廉价，是产量最大、应用最广泛的电光源。(2)气体放电灯：是由气体、金属蒸汽混合放电而发光的灯。通过气体放电的方式，将电能转换为光能。气体放电有多种形式，利用较广的是辉光放电和弧光放电：辉光放电常用于霓虹灯；弧光放电因可以产生很强的光输出，故照明光源大多采用弧光放电。常见的照明用气体放电灯有荧

11、光灯、高压汞灯、钠灯和金属卤化物灯等。按照工作电压不同，气体放电灯可分为低气压放电灯和高压气体放电灯，低气压放电灯包括低压钠灯、荧光灯(日光灯、无极灯等。高压气体放电灯包括高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯等，其中荧光灯是目前室内照明应用最普及的气体放电光源。荧光灯在发光效率和使用寿命方面都明显优于白炽灯,是一种较为优秀的电光源。高强度气体放电灯是由管壁高温而建立发光电弧，如高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯等。(3)半导体照明1：LED(LightingEmittingDiode)即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它将固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而

12、引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED被称为绿色光源，具有节能、寿命长、体积小、环保等优点，可以广泛应用于各种背光源、显示、照明、指示、装饰和城市夜景等领域。人们通常说的半导体照明一般是指用LED作为光源的照明，从广义上讲还应该包括LD(激光二极管)作为光源的照明，LD可以用于舞台灯光，大型室外集会、庆典、娱乐和远距离照明等。1.2 大功率LED简介大功率LED发光原理1.ED发光二极管，是一种固态的半导体器件，是由HI-IV族化合物，如磷化钱、神化钱、磷碑化钱等半导体制成的。LED的核心是一个半导体的晶片，晶片的一端固定在引脚上作为负极使用，另一端引出作为正极，晶

13、片的本质是一个PN结，用环氧树脂将整个晶片封装。所以LED具有的伏安特性与普通二极管相似，在管脚两端施加正向电压时,LED处于导通状态，在两管脚之间施加反向电压时，LED处于截止状态，而过高的反向电压作用于LED上时，可能导致PN结被击穿。与普通LED不同的是，它还能将电能转换为光能。当PN结两端加上正向电压时，空穴由P区注入N区，相反自由电子那么由N区注入P区。进入对方区域的少数载流子与对方区域的多数载流子相结合，导致能量以光和热两种形式释放，如图1-1所示。LED早在20世纪60年代初就已经被成功制造并推向市场，因为LED的鼓励响应时间短、有效寿命长、功耗低，常被用在小指示器光源和字母数字

14、显示器等领域中。但由于制造技术的限制，使其发光亮度小，且只有红色一种颜色，所以在照明领域难以见到它的身影，近年来，技术的进步和理论的创新，使得LED的可用性增强，例如发光强度提高、效率提高、本钱大幅下降，使其得到应用领域越来越广。图1-1LED发光原理示意图在日常照明中2,由于白色的光源更贴近自然光，符合人们的使用习惯，所以LED的制造趋势向着白光LED开展。白光LED是将钮铝石榴石(YAG)和GaN芯片一起封装制成的。GaN芯片可以发出蓝光，蓝光激发荧光粉后，荧光粉能发出黄色光，一局部蓝光与荧光粉发出的黄光叠加，可以得到得白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、本钱低廉、技术成熟度高，因此运用最多。大功率LED的特性1.ED灯与白炽灯、荧光灯等传统光源有着不同的特性。为了设计出更好的LED驱动电源，必须对LED的特性进行必要的了