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隧道大功率LED数控驱动电源研究与设计
| 论文题名： | 隧道大功率LED数控驱动电源研究与设计 |
| 关键词： | 公路隧道;照明设备;数控驱动电源;电路结构 |
| 摘要： | 公路隧道需要使用大量照明设备，如何在保证交通安全的情况下节约用电成为交通管理者关注的热点。LED照明因其节能环保、使用寿命长、易维护保养等特性，已在工业及日常生活领域得到广泛应用，特别是在公路隧道这类照明高耗的地方具有较高的推广价值。LED电源是LED照明工程中的关键环节，对其进行研究与改进具有重要价值。本文旨在研究设计一款高效节能、可智能调光的隧道大功率LED数控驱动电源以满足公路隧道高效照明需求，设计的三级电路结构可以有效提高电能利用效率，实现电源的数字化和智能化控制。本文的主要研究内容如下: 1)有源功率因数校正电路研究与设计。 在有源功率因数校正电路部分，通过研究比较功率因数校正策略，选择单周期Boost变换器有源功率因数校正方案，工作模式采用连续导电模式，此方案每个开关周期中开关变量的平均值严格等于或正比于控制参考量，有效解决隧道扰动问题。有源功率因数校正电路基于IR1155芯片，通过进行电路进行仿真验证和实际测试，功率因数达到0.95。 2)LLC谐振变换电路研究与设计。 该部分首先研究了各类DC-DC转换电路，选择LLC谐振变换电路作为最终方案。然后使用基波分析法制定了LLC转换电路的等效电路框架，详细计算相关电路参数。采用串并联模型，利用模糊PI算法，构建了电压环和电流环双闭环控制模型并进行了仿真验证，仿真实验表明LLC谐振变换的设计方案可行。最后基于STM32为控制器设计了LLC谐振变换硬件电路，实现24V直流稳定输出。 3)恒流驱动与无线通讯电路设计。 通过分析恒流驱动方案，以STM32为控制器，选择了以XL4015为核心的恒流驱动方案，为LED阵列提供恒定和均衡的输入电流。同时，利用ZigBee技术建立无线通讯系统，实现电源的信息双向传输和人机交互，实现智能调控驱动电源。 最后，通过设计硬件实物，对设计方案进行验证。首先对每一部分的实物进行测试与分析，测试结果表明各部分电路分别能够满足性能指标。然后将各个部分顺次连接起来，进行系统联调，联调结果表明本论文设计的数控电源能够满足设计任务的功能与技术指标。 |
| 作者： | 支晓懿 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 杨建华;冯俊杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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