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汽车LED前照灯驱动电源的研究
| 论文题名： | 汽车LED前照灯驱动电源的研究 |
| 关键词： | 汽车LED前照灯;驱动电源;电解电容;有源纹波补偿;滞环电流控制 |
| 摘要： | 作为汽车行驶不可或缺的安全部件之一，汽车前照灯在汽车主动安全方面发挥着至关重要的作用。近20年来，随着大功率白光发光二极管(light-emitting diode，LED)的问世，LED开始进入照明领域，引领了新一轮的照明革命。LED以其诸多的优点同样成为汽车前照灯行业的新宠，并与自适应前照明系统(AFS)等先进前照灯技术结合成为汽车前照灯的发展潮流。 LED由于其独特的电气特性，需要专门的驱动电源为其供电。目前大功率LED通常采用开关电源驱动，传统的开关电源大多采用电解电容进行输出滤波，一方面，电解电容的可靠性和使用寿命与LED极不匹配，己然成为LED照明系统的短板。另一方面，滤波电容因自身因素导致输出纹波残留会影响LED的发光效率和光衰。此外，电解电容的存在会影响驱动电源的小型化、集成化和整体布局。这些缺点在汽车环境(汽车级温度、对空间的要求)中可能会变得更严重。 针对上述问题，并结合汽车照明系统的用电环境，本文提出了一种采用有源纹波补偿电路以取代滤波电解电容的新型Buck型LED驱动电源。该电路将开关电源与线性电源相融合：利用开关电源实现能量的高效率传递，同时利用线性电源抑制电路输出纹波。这种融合型电源的输出纹波小，无电解电容，因此提高了驱动电源的可靠性和使用寿命，并且在电路的小型化、集成化方面具有比较优势。 本文首先在对传统Buck变换器相关性能分析的基础上，提出了有源纹波补偿型Buck电路结构模型，分析了新电路拓扑的工作原理。通过建立电路的小信号模型，对该电路的稳、动态性能进行了研究，并对补偿电路的适应性及其功率损耗进行了探讨。 针对汽车LED前照灯驱动的具体应用特点及有源纹波补偿对电感电流峰谷值跟踪补偿的要求，提出了采用对电感电流进行采样控制的滞环电流控制方式，并对控制电路的相关参数进行了推导设计。 最后对该有源纹波补偿Buck型LED驱动电源的整体电路进行原理仿真，并在此基础上搭建相应的实物电路模型，通过仿真和实验对电路的可行性进行验证。并对电路的主要参数和能量效率等指标进行定性及定量分析。 论文通过系统的理论分析、仿真及实验验证表明，采用有源纹波补偿电路可以将电感电流纹波完全补偿，使得电路输出电流为直流。滞环电流控制能够与有源纹波补偿电路很好的结合，优势互补，保证LED的稳定工作。这种新型LED驱动电源由于无大电解电容，电路的可靠性和使用寿命都能大幅提高，这对于LED前照灯的发展具有一定的意义。 |
| 作者： | 谢小慧 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 唐治德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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