led臺燈開題報告范文
題 目20W LED恒流驅動器的設計與實現專 業電子信息工程
班 級 072班
姓 名 林恩亮
指導教師 黃震梁(工程師)
所在學院信息科技學院
開題時間
一、選題的背景與意義
隨著能源危機和氣候變暖問題越來越嚴重，節能已經成為全球普遍關注的話題。照明是人類消耗能源的重要方面，照明約占世界總能耗的20％.如果能提高照明用的的效率，可以有效緩解能源緊張。如何提高照明系統的能源利用率，延長照明系統的壽命，并且是綠色無污染的？取代白熾燈，熒光燈，節能燈的第四代照明燈具是什么？業界給出的答案就是LED燈照明。LED照明每W流明數可達到120lm。遠高于白熾燈和日光燈，此外LED燈珠壽命可長達十萬小時，并且綠色無污染。LED照明具備的這些優點決定了其應用前景是非常廣闊的,能夠成為照明領域的新一代綠色光源。不過LED的應用，需要合適的驅動控制電路。大功率白光LED上的正向壓降一般為3-4V，不能直接使用市電驅動。因此一個和LED燈珠匹配的高效，環保，長壽命的電源是必須的，這正是這次選題的意義與目的所在。 [2][1]
二、研究的基本內容與擬解決的主要問題
1，主要研究LED驅動電路及整體系統的設計，并實現產品的調試。
2，擬解決的主要問題
（1） 如何更好的散熱
�。�2） 提高led照明的效率
�。�3） 在效率，散熱都保證的前提下，如何更好的減小驅動器的體積
三、研究的方法與技術路線
(一) 基本原理框圖
主要由9部分構成：（1）輸入保護電路整（2）輸入濾波電路，其中包括整流橋和濾波電容；（3）漏極箝位保護電路，保護單片單片開關電源芯片；（4）單片開關電源（本設計中采用TOP245）（5）高頻變壓器；（6）輸出整流濾波電路；（7）取樣電路；（8）光耦反饋電路；（9）LED燈[3]。
(二) 設計的技術指標
（1） 輸入：185~265VAC
（2） 輸出：29V
（3） 輸出電流：660mA
（4） 功率20W
（5） 工作效率達80%以上
(三)具體實現方案
1、輸入濾波電路
由于本設計使用單片開關電源IC芯片來設計實現LED驅動，而開關電源的工作方式是交流直流轉化，高壓低壓變壓，所以其不可避免的會生成較強的電磁振蕩和類似無線電波的對外輻射特性。這便是EMI濾波器的由來[4]。它主要作用是濾除外界電網的高頻脈沖對電源的干擾，同時也起到減少開關電源本身對外界的電磁干擾。
2、輸入整流電路
本設計中LED燈泡所需的是連續的直流電，因此直接接進驅動器的50Hz交流市電必須經過全波整流[5]。開關電源一般采用由整流管構成的整流橋，亦可直接選用成品整流橋，完成橋式整流。全波整流橋原理是，當正弦波在正半軸時，D2,D4導通，構成回路，當在負
半軸時，D1,D3導通構成回路[6]。
3、輸入鉗位保護電路的設計
由于反激式變壓器開關電源電路比較簡單，比正反激式變壓器開關電源少用一個大儲能濾波電感，以及一個續流二極管，因此，反激式變壓器開關電源的體積要比正激式變壓器開關電源的體積小，且成本也要降低。
4、驅動器開關變壓器的設計
變壓器是開關電源的核心，它決定了變換器一系列的重要參數，如占空比D，最大峰值電流。在輸入電壓為AC220V的情況下進行設計和計算時，得出數據后應再進行相應的調整，主要方法是通過調整氣隙和變壓器的初級匝數，使工作在交流220V電壓下的電感初級線圈數較原來計算值增加1.5~1.7倍，總電感量較原計算值增加1.5~1.8倍，以留出足夠的余量使開關電源工作在合理的工作點上[8]。
5、輸出整流濾波電路
輸出整流濾波電路直接影響到電壓波紋的大小，影響輸出電壓的性能[9]。
采用肖特基二極管D2整流�；谒蛪海牡�，大電流的特點，有利于提高電源的效率，其反向恢復時間短，有利于減少高頻噪聲。
為了減少共模噪聲，在輸出地和輸入地之間接電容 。
基于以上幾個方面的影響，輸出整流濾波電路設計如圖3.5中D3,L2,C4,C5構成。
6、反饋電路
基于本設計的要求（設計恒流LED驅動器），因此在變壓器的次級反饋回路采用電流反饋，而為了更好的使驅動器具有隔離效果和恒流精度，故本設計采用光耦PC817進行光耦反饋，另外采用LM431高精度穩壓源作為基準源[10]。
7、驅動器的散熱設計
TOP245單片開關電源作為整個驅動器的控制器，其散熱問題也就最為重要，因此驅動器散熱首先要考慮TOP245單片開關IC的設計。TOP245源極的引腳都從內部連接到IC的引線部位，是器件散熱的主要路徑。因此所有的源極引腳都應連接到TOP245下的鋪銅區域，不但作為單點接地，還可作為散熱片使用。因它連接到安靜的源極節點，可以將這個區域擴大以使TOP245實現良好的散熱。對于軸向輸出二極管亦如此，應將連接到陰極的PCB區域最大化。如果有必要還可以給TOP245加散熱片以達到很好的散熱的目的。另外還可以減少電解電容的使用，以增強驅動器的可靠性[11]。
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