LED路灯驱动电源的介绍.doc

引言
中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展，LED产业已经进入了一个崭新的阶段。LED灯具平均光通维持率在98％，早期失效率在0.6％，并通过良好的调控功能取得了明显的节电效果。相对于使用高效三基色荧光灯配电子镇流器的方案或者HID灯具的方案，不仅取得了明显的节电效果，而且能明显减少日常维修的次数和维护成本，这对使用方来说，无疑是一个福音。这一成绩也是LED进入道路照明领域的领先者。目前，我国已初步形成珠三角、长三角、北方地区、江西及福建地区四大半导体照明产业聚集区域，每一区域都初步形成了比较完整的产业链，全国85%以上的LED企业分布在这些地区。截止2008年底，我国共有LED企业3000余家。半导体照明产业是一个技术密集型和劳动密集型的产业，比较适合中国的国情。如果我国能够在外延、芯片的制备以及自主封装技术方面坚持自主创新，完全有可能实现中国半导体照明产业的跨越式发展。所以说，设计一个高效、稳定的驱动电源，已刻不容缓。

发光二极管的工作原理及特点

2.1工作原理：自由电子通过二极管时会陷入P型层中的空穴。这一过程涉及电子从导带到价代的跌落，从而电子会以释放光子的形式释放能量。这一过程在所有的二极管中都会发生，只有当二极管有某些特定材料制成时才会发出可见光。
2.2工作特点：
①单向导电：发光二极管只有在P极接正电压，N极接负电压时才能正常工作。否则，P极接负电压N极接正电压时就不会发光。这一特性就决定了发光二极管只能用直流电源。
②工作电压范围：二极管对工作电压有特殊的要求。由于二极管有开路电压要求，当外加电源过小时，二极管不会工作。反之，当外加电源过大时，二极管又处于饱和状态，造成对能量的浪费。如果外加电源过大时，还有可能造成击穿，带来不必要的损失。所以多外加电源有特殊的限制。

具体结构设计
3.1高频开关电源
①原理：高频变压器是将输入的交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，在经过DC／AC电路将直流电转换为高频脉冲电压，再由高频变压器隔离后，由快速恢复二极管整流、电感电容滤波后得到直流电输出，见图1。

高频
整流
DC/AC
变换器
输出
滤波
EMI
滤波器
全桥
整流

脉宽调制

图1
②优点：高频HYPERLINK"http://www.icqoso.com/"开关电源具有体积小、重量轻、效率高、输出纹波低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、N＋1冗余、便于扩容、远程监控等特点。电源系统智能化、高频化，大大减小日常维护的工作量，更好的发挥电源维护的工作效率。模块化结构设计。它的任意一整流模块相当于一台相控电源设备，即它的任意一整流模块均可独立工作。多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其它模块再平均分担负载电流。这样，不仅提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，极大地提高了系统可靠性。即使万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供了充分的时间。可实时监测蓄电池的端电压，充、放电电流，自动控制均、浮充状态。具有电池温度补偿功能。
3.2高频变压器磁芯选择
高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。

图2图2由等效漏感、等效电容C，和理想变压器组成。减小漏感可采用一下措施：a：减小绕组匝数，应采用高饱和磁感应强度，低损耗的磁性材料；
b：减少绕组厚度，增加绕组高度；
c：尽可能减少绕组间绝缘厚度；
d：初、次级绕组采用分层交叉绕制；
e：对于环形磁性变压器，不管初次级匝数多少均应沿环形圆周均匀分布。当次级绕组匝数很少时，宜采用多个绕组并联的方法；
f：初、次级绕组双线并绕
3.3保护电路高频开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能，故在设计时应首选保护功能齐备的开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或开关电源。
第四章结论
电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。

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