摘 要

LED光源与传统灯泡相比不但发光效率高,而且从生产、使用到报废全程无污染,同时耗电量只有传统灯泡的1/5,而使用寿命却延长数十倍。因此随着LED技术的不断发展，LED将会取代传统灯泡成为照明的主流器件，而驱动电源是照明LED推广应用的关键因素。本论文主要对LED驱动电源的设计方案进行深入探讨。

LED驱动电源的性能直接影响LED的使用寿命，若要保证LED具有较长的使用寿命，就必须要有正确的设计和正确的驱动方式。事实证明，与恒压驱动相比，采用恒流驱动方式更加适合LED驱动，它在保证LED亮度稳定的同时，不会因LED正向电压波动而使其电流波动。因此恒流驱动方式被普遍用作LED的驱动方式。本论文即采用恒流驱动来进行设计。

本论文通过比较各种拓扑结构的优缺点最终采用半桥式的拓扑结构作为主拓扑结构，采用SG3525A作为主控芯片进行设计。半桥式的拓扑结构可以实现软开关，有效地减少开关管的损耗提高工作效率。本次设计电路包含了EMI滤波电路，功率因数校正电路，整流电路，控制电路和输出滤波电路等，很好的实现PWM控制，同时实现过压、欠压、过流、短路等保护。最后用LTspice对整个电路进行仿真，仿真结果表明，输出电流稳定在340mA左右，非常符合本次设计要求。

关键词：LED，驱动电源，恒流驱动，半桥式，SG3525A

Abstract

Compared with the traditional light source, LED not only has the efficient luminary , but also has no polluting from the production, use, to scrap , at the same time power consumption is only about 1/5 of the traditional light bulb , but the working life is dozens times of the traditional light source. with the continuous development of the LED technology, LED will replace the traditional light source and be widely used in illumination. Driving source is very important for the LED lighting. The thesis mainly study the design of power supply for LED driver.

The performance of LED driving power directly affects the working life of the LED, we must make the correct way of design and driver to ensure the service life of

LED,. The fact proved that constant current driver is more suitable for the LED than constant voltage driver. It not only makes sure the stability of the LED brightness ,but also avoid the influence of current by LED forward voltage . Therefore ,the driving way of constant current is widely used for the LED driving way. The paper adopts constant current driving way for design.

Compared the advantages and disadvantages of all kinds of topology ,the paper eventually adopts half bridge topology structure as the main topology structure,.Using SG3525A as main control chip to design. A half bridge topology structure can realize soft switch to reduce the loss of the switch tube to improve the working efficiency. The circuit of this paper includes the design of EMI filter circuit, the power factor correction circuit, rectifier circuit, control circuit and the output filter circuit, etc..It realizes the control of PWM and the protection of over voltage, under voltage, over current, short circuit , etc. Finally, the paper uses LTspice to simulate the circuit, the results of the simulation shows that the output current is 340 mA, accord with the design requirements.

Keywords: LED，drive power supply, constant current drive, half bridge, SG3525A

　　　　　　　　　　　　　　目录

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景与意义 1

1.2国内外的研究现状 1

1.2.1 LED的国内外研究现状 1

1.2.2 LED照明控制电源的国内外研究现状 2

1.3 LED照明控制电源解决方案 2

1.4 本论文研究的主要内容 2

第2章 拓扑结构的选择 4

2.1各种拓扑结构的优缺点 4

2.2 本论文采用的主拓扑结构 6

第3章 LED照明控制电源的基本电路组成与设计 8

3.1 LED照明控制电源电路的整体结构设计 8

3.2 EMI滤波电路设计 8

3.2.1 EMI滤波电路的类型 9

3.2.2 EMI滤波电路的设计 10

3.3整流电路的设计 10

3.3.1整流电路的特征 10

3.3.2 整流二级管的选取 10

3.4功率因数校正电路设计 11

3.4.1 功率因数矫正的意义 11

3.4.2 功率因数的定义 12

3.4.3 功率因数校正的方法 12

3.4.4 功率因数校正的方案确定与设计 14

3.5主拓扑结构设计 15

3.5.1 半桥式拓扑结构的工作原理 16

3.5.2 半桥式拓扑结构的参数计算 16

3.6 LED照明控制电源的控制电路的设计 20

3.6.1 SG3525A芯片的介绍 20

3.6.1.1 SG3525A的内部结构 20

3.6.1.2 SG3525A的各引脚功能 21

3.6.2 SG3525A芯片外围电路的设计 22

3.7 输出滤波电路的设计以及其余电路的完善 24

第4章 LED照明控制电源的仿真和实验分析 25

4.1 系统的输入电压波形 25

4.2 MOS管的驱动电压波形 25

4.3输出电压和电流波形 26

第5章 总结 28

参考文献 29

附录 30

致谢 33

第1章 绪论

1.1 课题的背景与意义

全球能源危机日益严峻，如何能使用更少的能源让人们过上更舒适的生活已经是不得不思考的问题，因此节能环保应运而生。而照明用电在能源消耗中占了很大一部分比例，如果能够在照明方面提高照明效率，那么可以有效地缓解能源紧张问题。传统的灯泡不但发光效率低，而且使用寿命短。诸如荧光灯系列废弃后还会存才汞污染。但是LED有效地解决了这些问题。LED比荧光灯的使用寿命长，比白炽灯的发光效率高，并且无污染。目前，LED被广泛的应用在显示屏、汽车、道路、背景以及装饰照明等领域。随着LED技术的发展，它将逐渐取代普通灯泡，在照明领域独占鳌头。这是一种十分有效的节能环保途径。

LED需要低压直流驱动，而普通市电则是220V的交流电，因此若要驱动LED必须要有切之可行的驱动电源。而驱动电源的选择是否恰当则会直接影响到LED的使用寿命，因此对LED驱动电源的研究意义非凡。目前LED主要采用恒流驱动，这样可以确保LED的亮度稳定。因此驱动电源要保证输出恒流，同时驱动电源还要考虑降压、功率因数校正和过流过压保护等问题。

1.2国内外的研究现状