论文部分内容阅读
LED照明相对传统照明光源具有高效、环保、长寿和易于控制等优点,被视为新一代照明光源,受到世界各国和业界的普遍重视。LED驱动芯片是LED照明系统中一个必不可少的环节,是LED电源开发的核心。随着大功率LED照明市场的兴起,大功率LED驱动芯片成了世界各大电源管理芯片公司竞争的焦点。开发高效率、高功率因数、低电磁干扰的大功率LED驱动芯片成为各大公司追求的目标。 本文主要针对大功率LED路灯照明的系统方案以及驱动芯片的设计进行了研究,在系统方案方面,本文集中研究了系统扑结构、EMI和EMC问题、系统总谐波失真问题以及系统效率的制约因素和解决办法;在电路设计上,主要研究PFC控制方法、准谐振控制方法、多模式控制技术、软开关技术、THD优化技术以及Bandgap、LDO、运算放大器、快速比较器、迟滞比较器、振荡器等各种模拟电路的设计原理和方法。在上述理论研究基础上,本文设计了两款用于大功率LED路灯照明系统的驱动芯片,其中一款用于进行系统功率因数校正,减小电流谐波失真,防止对电网造成污染;另一款用于进行恒流控制,保证流过LED的电流恒定,同时实现输入输出间的电气隔离,提高了系统的安全系数。两款芯片有效结合,即可完成一大功率LED路灯照明系统的设计。 本文设计的PFC芯片具有以下特点:满足全球85V-265V交流输入;超低启动电流;高功率因数;系统负载响应速度快;保护功能完善,包括短路保护、过流保护、过压保护、过载保护、过温保护。DC_DC芯片主要特性:软开关多模式控制;最低最高频率限制(30KHZ-120KHZ);可编程软启动功能,防止启动输出过充;保护功能完善。本文设计的芯片采用40V0.3μｍ BCD工艺,成功通过流片验证并取得了较好的效果。PFC芯片经测试功率因数可高达0.995,效率可达96.5％(120W);DC_DC芯片效率可达89.5％(80W),利用两款芯片搭建的大功率LED照明系统,功率因数可达0.992,效率可达84％(150W)。