多路输出LED驱动器混合均流技术研究

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在节能环保备受关注的今天,LED以其高效能、长寿命、环保、紧凑的特点得到迅速发展,在照明应用中越来越多地代替传统光源。LED因其特有的工作特性,在大功率照明和背光应用场合,常常采用串并联多路输出的结构,以达到所需的功率等级。由于LED的发光亮度与正向导通电流有关,为了使得各路LED亮度相同,需要采用相应的均流控制。在这样的背景下,本课题主要针对多路输出LED驱动器的均流技术进行研究,探索结构简单、高效、易扩展的均流方案。在对比分析国内外多路LED输出均流方案优缺点的基础上,本文首先讨论倍压式整流输出的无源均流方案。该方案应用平衡电容充放电平衡原理均衡模块内的两路LED输出,利用耦合电感实现模块间的电流均衡,最终实现各路LED输出电流相等。倍压式整流输出的无源均流避免了全桥整流LED共地输出电流不均衡的问题,结构也更简单。为验证方案的可行性,搭建了六路输出120W的谐振型倍压整流均流样机,样机均流性能良好。相比于无源均流,有源均流具有更好的负载适应性。为提高有源均流的整机效率,本文第三章提出了基于直流母线的准两级有源均流方案。与每路LED负载串联的DC/DC变换器提供相应电压用以补偿各路LED负载的电压差。DC/DC变换器所处理的功率较小,使得电路结构介于两级和三级之间,称之为准两级。为进一步获得高的工作效率,反馈控制采用了母线电压自适应调整。搭建了四路输出的有源均流样机,样机在均流性能和效率等方面均取得了较理想的实验结果。为结合无源均流结构简单和有源均流负载适应性好和调光简单的优势,本文第四章提出了基于交流母线的有源无源的混合均流方案。该方案中,每两路LED输出组成一个模块。与无源方案相同模块内两路LED由平衡电容充放电平衡实现均流;模块间的电流均衡则由DC/DC电流控制器实现。文中分析讨论了全桥整流和倍压整流两种输出的混合均流结构,并以全桥整流副边多绕组多路LED共地输出的混合均流结构为例搭建了母线电压自适应控制的闭环仿真电路,仿真结果验证了该混合均流方案的可行性。本文最后对各类均流电路的优缺点进行了相应的概括和比较。
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