【正文】 量儲(chǔ)存在一次繞組中。 反激式變換器 反激式變換器是開關(guān)穩(wěn)壓器及開關(guān)電源最基本的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 所謂 PPFC 技術(shù)，就是通過在電路中加入電感和電容等無源元件，而使電路輸入端電流波形接近正弦波的方法，它是傳統(tǒng)補(bǔ)償無功和抑制諧波的主要手段，得到廣泛應(yīng)用。為 此，在開關(guān)電源中一般用 PF 表示網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)。 ATRIACDIACRP250KRC10nLED燈具 圖 25 TRIACA典型調(diào)光電路 延時(shí)? (a)輸入波形 (b) 調(diào)光波形 圖 26 輸入波形與調(diào)光波形 TRIAC 調(diào)光的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓調(diào)節(jié)速度快，調(diào)光精度高，調(diào)光比為 100:1，調(diào)光參數(shù)能夠分時(shí)段、實(shí)時(shí)調(diào)整，體積小，成本低。 （ 4）低頻調(diào)光時(shí)的占空比調(diào)節(jié)范圍可高達(dá) 1%~100%。 PWM 調(diào)光原理是 把 脈寬調(diào)制信號(hào) 加到 LED 驅(qū)動(dòng)器上使 LED 反復(fù)不停的開 /關(guān) ，來調(diào)節(jié) LED 的平均電流 。模擬調(diào)光比最高只能達(dá)到 50： 1，一般在 10:1.西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 模擬調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)是電路 結(jié)構(gòu) 簡單，容易實(shí)現(xiàn) ， 閃爍現(xiàn)象，成本低，可通過調(diào)節(jié)線性電位器的電阻值，來改變通過 LED 的電流，進(jìn)而調(diào)節(jié) LED 的亮度。輸出電流由下式子確 定 FB REFF SSUUI RR?? (24) LED 調(diào)光 LED 主要有 5種調(diào)光方式：模擬調(diào)光， PWM調(diào)光，數(shù)字調(diào)光， TRIAC 調(diào)光（雙向晶閘管），無線調(diào)光。若因 LED 散熱不良而導(dǎo)致結(jié)溫迅速升高，則其光通量顯著下降，實(shí)踐表明當(dāng)結(jié)溫升高到j(luò)MT=150℃，相對(duì)光通量就降到 70%以下， 這就意味著 LED 照明燈還沒來來的及使用，壽命已經(jīng)終結(jié)了?，F(xiàn)在很多品牌的高檔轎車包括寶馬、奔馳等都使用高亮度 LED。 (4) 綠色環(huán)保。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 FIFVoo?0V正 向 死 區(qū)正 向 工 作 區(qū)a?a反 向 死 區(qū)反向擊穿區(qū)RVORI 圖 23 LED 的 IV特性 LED 照明特點(diǎn)及應(yīng)用 ： (1) 發(fā)光效率高。 /FTqV KFSI I e? （ 22） (3) 反向死區(qū)。a180。由于 N 型和 P型半導(dǎo)體濃度 的差異 ，這兩種載流子會(huì) 自主的 向?qū)Ψ絽^(qū)域擴(kuò)散。 無線遙控模塊主要用于手動(dòng)模式下調(diào)節(jié)燈光亮度和切換調(diào)光模式。 通過科研人員不懈的努力，我國的 LED大屏幕產(chǎn)業(yè)有了一定的規(guī)模。 像 日本的日亞、 Toyota Goosey（豐田合成）、 美國 的 Cree、 Lumileds 等大型公司處于世界領(lǐng)先水平 。 24 小時(shí)營業(yè)的便利店，加油站，賓館等，也可以半夜使部分的燈光變暗，以節(jié)省電能。因此， 要想使用 LED 作為光源 ，需要解決電源轉(zhuǎn)換的問題。 LED（ Light Emitting Diode； LED） 作為新一代光 源 ， 以 壽命長， 發(fā)光效率高 ，無輻射與 能耗低 等 優(yōu)點(diǎn)被更多國家關(guān)注 。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 III 頁 論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配：（共 14 周） 第一部分 查詢參考文獻(xiàn) 、資料 (2周 ) 第二部分 學(xué)習(xí) LED 驅(qū)動(dòng)電路的原理 (2周 ) 第三部分 完成電路設(shè)計(jì)并繪制電路圖 (6周 ) 第四部分 制作 PCB 并調(diào)試 (3周 ) 第五部分 撰寫畢業(yè)論文 (1周 ) 評(píng)閱及答辯 (2周 ) 論文整改 (1周 ) 備 注 參考文獻(xiàn)： [1] 陳永真，陳之勃 .實(shí)用 LED 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)詳解 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 周志敏，紀(jì)愛華 .LED 驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì) 100 例 .北京：中國電力出版社， 2021 [3] 沙占友，王彥明，馬洪濤 .LED 驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)入門 .北京：中國電力出版社， 指導(dǎo)教師： 2021 年 02月 25 日 審 批 人： 2021 年 02月 25 日西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 IV 頁 摘 要 進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源危機(jī)越來越受到人們的重視。為此本論文從 LED家居照明面臨的技術(shù)問題展開研究， 通過 LED 的特點(diǎn)及其應(yīng) 用領(lǐng)域的分析，設(shè)計(jì)出一款適合于家居的 LED 驅(qū)動(dòng)電源，基于單片機(jī)和無線控制模塊 的 LED 智能調(diào)光系統(tǒng)。 隨著科技的不斷進(jìn)步，人們發(fā)明了一種發(fā)光效率較高的燈，那就是 LED燈， LED 被公認(rèn)為是二十一世紀(jì)的新型半導(dǎo)體綠色照明光源，具有能耗低、壽命長、響應(yīng)時(shí)間短、安全低壓、環(huán)保、應(yīng)用靈活、調(diào)節(jié)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。畢業(yè)論文要介紹 LED 的原理及特性、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)及應(yīng)用等。能源危機(jī)已經(jīng)成為世界 各國 面臨的最重要的問題，如何合理開發(fā)和高效利用能源成 為各 國家研究人員優(yōu)先研究的領(lǐng)域。 由于 LED 自身特點(diǎn) ，原來的電源 不在適用于 LED驅(qū)動(dòng)。 在一些如走廊，廁所燈場所 ，只需要 保持適當(dāng)?shù)墓饩€， 就 可以 方便人員的通行 和避免安全死角。 現(xiàn)在 ， 來自全球的很多 大學(xué) 和公司等機(jī)構(gòu)開始著手研究開發(fā) LED 材料、器件制作工藝 等 。近些年來我國加大了 LED 研發(fā)的資金投入，有很多大學(xué)和研究所逐步加入 LED 的開發(fā)中來。 人體感應(yīng)模塊主要用于檢測一定范圍內(nèi)的人體熱釋電紅外信號(hào)，通過單片機(jī)軟件處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān) LED 燈。 N 型半導(dǎo)體 電子為 多數(shù)載流子， P 型半導(dǎo)體 空穴為 多數(shù)載流子。 (1) 正向死區(qū)（圖 23 中的 oa 或者 o180。 在 VFV的正向工作區(qū)， FI 隨FV成指 數(shù)規(guī)律上升。所以在恒定的電壓下， LED的電流隨溫度變化而發(fā)生較大變動(dòng)，將會(huì)直接影響 LED 的使用壽命，因此本文中采用 LED 恒流驅(qū) 動(dòng)。充分考慮 LED調(diào)光特點(diǎn)，在不同光線強(qiáng)度調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)?LED 亮度，可以進(jìn)一步降低能耗，體現(xiàn) LED 低碳環(huán)保的功能。 （ 1） 汽車部分 ：在汽車內(nèi)部儀表盤，照明 等 ， 在 汽車外部 ，轉(zhuǎn)彎燈，射燈等。在人們的長期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn) LED 的正向壓降受結(jié)溫變化的影響相當(dāng)顯著，結(jié)溫每升高 1℃，正向壓降就降低 ，以此類推。其特點(diǎn)是輸出電流FI保持恒定，而輸出電壓 0U 時(shí)可變的。其特點(diǎn)是調(diào)光信號(hào)為模擬量， 而且 輸出電流 是 連續(xù)變化的，使 LED 的亮度能連續(xù)調(diào) 節(jié)。這種方法通過把頻率固定，占空比可調(diào)的 PWM信號(hào)加 LED 驅(qū)動(dòng)器 PWM 端口上方可實(shí)現(xiàn)調(diào)光。 PWM 調(diào)光頻率一般為 200Hz（低頻調(diào)光） ~20KHz（高頻調(diào)光），只要 PWM 調(diào)光頻率高于 100Hz，就 觀察不到 LED 閃爍現(xiàn)象。由圖 22 可知， TRIAC 的控制角為 180θ。在開關(guān)電源中，存在大量的二極管和電容等非線性器件使得輸入電流的相位和波形發(fā)生變化，所以純阻性電路中的功率因數(shù)不在適用于開關(guān)電源中。 功率因數(shù)校正方法 功率因數(shù)校正（ Power Factor Correction， PFC）技術(shù)根據(jù)是否有源可分為無源功率因數(shù)校正（ Passive Power Factor Correction， PPFC）技術(shù)和有源功率因數(shù)校正（ Active Power Factor Correction， APFC）技術(shù)兩大類。下面主要討論本文涉及的有變壓器反激式變換器。VD 為輸出整流二極管， C為輸出濾波電容。即可構(gòu)成交流輸入的 AC/DC 變換器，亦可構(gòu)成直流輸入的變換器。暫時(shí)不用開關(guān)電源時(shí)可從外部關(guān)斷輸出，將電源功耗將至最低。 +穩(wěn) 壓 器過 壓 檢 測乘 法 器+關(guān) 斷驅(qū) 動(dòng)RQS+ 啟 動(dòng)7 V 內(nèi) 部 電 源INVCCVCM O PM UL TCSGDZ CDG ND18 2 3 46 5 720V1R2R 40K5pFCCV零 電 流 檢 測 器 圖 42 L6561內(nèi)部框圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁 L6561 工作原理 L6561 的基本工作原理如圖 43 所示。在功率 MOSFET 導(dǎo)通期間，電感電流 iL 沿固定斜率上升，一旦達(dá)到閥值電流，電流比較器就翻轉(zhuǎn)，使功率 MOSFET截止， iL 沿可變斜率下降。 3VD 和 C5 構(gòu)成整流濾波電路 。 AX2021 還具有軟啟動(dòng)、關(guān)斷控制、過電流保護(hù)、短路保護(hù)和過熱保護(hù)功能。 12348765/E N SSSSUVG AT ECCU SWOVPFBCO M P2021AX 圖 45 AX2021引腳排列 表 42 AX2021引腳說明 引腳 名稱 說明 1 /ENSS 為啟用 /禁用和軟啟動(dòng)端，接芯片內(nèi)部的啟動(dòng)電路，該腳懸空時(shí)啟用 AX2021，接低電平時(shí)禁用。此時(shí) LED 燈串的正極接地，負(fù)極流經(jīng)設(shè)定電阻接 0U 。開關(guān)頻率為 300KHz，占空比可調(diào)范圍是 0~100%，電源效率可達(dá) 90%。交流輸入電壓經(jīng)過整流橋和R R3 分壓后，給 L6561 內(nèi)部乘法器的 MULT 端輸入一個(gè)正弦電壓信號(hào)， C2 為 MULT端的旁路電容。電流比較器的輸出接 PWM控制器。 400mA，可直接驅(qū)動(dòng)大功率 MOSFET 或絕緣柵雙極性晶體管（ IGBT）。 L6561 L6561 簡介 L6561 是意法半導(dǎo)體公司（ ST）生產(chǎn)的 PFC 專用芯片，適用于具有高功率因數(shù)的LED 鎮(zhèn)流器、開關(guān)電源、 AC/DC 式電源適配器。由于 開關(guān)管工作頻率很高 ，使輸出電壓基本維持穩(wěn)定，從而 達(dá)到 了穩(wěn)壓的目的。凡是在功率開關(guān)管截止期間負(fù)載輸出能量的統(tǒng)稱為反激式變換器，