电流平均值，从而实现调光功能，而导通时电流并不会发生改变，因此调光过程中不会出现色偏现象，而且由于工作频率可以很高，调光比例可以做到。可控硅调光器最初是为白炽灯而设计，当灯迅速进入到照明市场后，这种不需要对传统调光系统进行任何改变就可用于调光方案受到了用户极大青睐。功率因数是目前电路中非常受重视个参数指标，它反映了电力系统中电源有效利用率，在全球倡导节能减排大环境下，其重要性也日渐提升。早期功率因数校正技术是无源技术，因其结构简单，设计方便而广泛采用，即使是现在仍有部分市场，但无源器件加入使电路面积大为增加，而且实现值大小有限。在对体积和要求较高场合，有源占据着大部分市场，虽然其成本较高，但可以实现接近于值和较小输出电压纹波。有源发展中产生了两级与单级两种结构，两级值更高，也更容易满足安目录目录第章绪论照明发展驱动电路发展趋势国内外发展现状本论文主要内容及章节安排第二章开关电源损耗及功率因素校正开关电源主要功率损耗来源功率管损耗输出整流器功率损耗变压器与输出电感损耗缓冲电路损耗输出滤波电容损耗控制芯片损耗提高开关电源效率些技术准谐振技术同步整流技术有源钳位技术开关电源功率因数校正功率因数定义功率因数校正技术第三章整体电路结构设计及功能实现驱动电路方案选择单级反激式驱动电路整体结构应用拓扑结构芯片内部结构整体电路损耗分析恒流控制实现功能实现第四章部分子模块设计与仿真谷底检测电路目录常见谷底检测电路本文设计谷底检测电路谷底检测电路仿真与结果分析次级电感电流过零检测电路次级电感电流过零检测电路设计次级电感电流过零检测电路仿真与结果分析误差放大器电路误差放大器电路设计误差放大器电路仿真与结果分析栅驱动电路栅驱动电路设计栅驱动电路仿真与结果分析第五章整体电路仿真与分析外围参数设计整体电路功能仿真值仿真恒流特性仿真整体电路效率仿真临界控制模式变换器效率仿真准谐振模式变换器效率仿真第六章总结致谢参考文献攻硕期间取得研究成果第章绪论第章绪论照明发展于年发现了电致发光现象，但是由于发光太暗并没有引起足够重视。二十世纪五十年代，英国科学家用砷化镓代替碳化硅再次进行电致发光实验，发明了第个具有实用价值。年，通用电器公司制作并发售了商用红光，虽然发光效率很低，只有约，而且价格昂贵，但其迅速应用于感应与光电领域。在随后几十年间，由于对发光半导体材料研究不断深入以及制作工艺水平逐步提高，各种不同颜色，不同规格以及高亮度得以涌现。相比于从前，当今发光效率得到了极大提升，发光颜色也更加全面，尤其是高亮度白光发明，使应用范围拓展到高光效光源市场，极大推动了其发展。发光是利用半导体结内电子与空穴复合时会将部分能量转换成光能而实现。相较于传统白炽灯和荧光灯，其光效更高，寿命也更长，而且在制作过程中由于不含有毒重金属汞，不会对生态环境造成污染，是理想绿色光源。在全球能源紧缺以及环境污染日趋严峻今天，作为节能环保新代光源而备受注目，被媒体誉为二十世纪高新技术领域最具发展潜力投资项目之，各个国家也纷纷出台了相关政策和计划以推动发展。年美国政府将“国家半导体照明研究计划”即“下代照明计划”纳入能源法案，并制定了固态照明研发计划。当前美国能源部与电气制造协会下代照明行业联盟以及部分企业和研发机构进行合作，共同制定产品必要度量标准与法规，如已发布以及“整体式灯能源之星认证”等。年欧盟开始实施“彩虹计划”，以政府补助形式来推广白光应用，并以此为基石，于年建立了“欧洲光电产业联盟”。去年月，欧盟公布了照明产品最新能效规定，更新了标准，对产品性能指标提出了更高要求。年到年间，韩国启动了“半导体开发计划”，政府和企业分别投入亿美元和亿美元，用于研究使用作为材料白光高功率电子器件以及蓝绿色激光二极管。最近，韩国政府再次加大对扶持力度，对经营小型商家和企业给予高达减税优惠，并计划于年前将照明设备使用率提高到。电子科技大学硕士学位论文我国对产业发展非常重视，积极响应国际节能号召，于年开始实施绿色照明工程，计划中也将列为最重要高科技领域之。“十二五规划”对我国固态照明产业进行了全新布局，除强调全力推动照明普及以外，还强调应当加大力度提升上游技术和建立照明标准，计划年研发中光效达到，量产光效超过，并且驱动芯片自产率超过。当今，全球资源渐见枯竭，环境污染日益严重，节能环保已是全世界共同关注议题，而传统光源技术并无突破，面临着发展瓶颈，这些都为照明产业崛起提供了良好机遇。据预计，到年，灯具类总体增长率将达到，其中，替换灯将增加，其余如路灯护栏灯外墙灯等区域照明产品将增加，相对于年亿美元照明市场份额，年将有增长率。驱动电路发展趋势目前，市面上日光灯均是采用内置式结构，即将电源管理系统封装在灯管中，这样就可以用直接替换荧光灯而无需改动原电路，方便用户更换与体验，对推广普及灯大有裨益。内置式电源分非隔离型与隔离型两种，非隔离型输出负载与输入电压之间共地，即它们之间没有电气隔离，当用户不经意接触负载时便有触电危险，般通过机械绝缘达到隔离目，如将整个及电源都封装在非导电塑料中。隔离式是指在输入端和输出端之间加入隔离变压器进行隔离，使高压输入端与负载之间不共地，因此用户可以直接用手接触灯而不会触电。对于隔离和非隔离方案，它们各有优缺点，应当根据不同应用场合而选择使用。非隔离变换器成本低效率高，但是般采用物理隔离方案会影响光透射，同时会造成散热效果不佳，影响寿命。隔离型变换器可靠性高，安全隐患较小，但是由于加入了隔离式变压器，体积较大，成本较高，效率也较非隔离式电源低。照明最终将普及到家庭用户当中，这也是未来最大增长点，安全性可靠性将成为用户首选。因此在中小功率驱动领域，隔离型变换器是今后发展趋势。隔离型变换器按能量传递形式不同又分为正激式变换器和反激式变换器两类。正激式变换器是在开关管导通时向负载提供能量，而反激式变换器正好与此相反，在开关管导通时将能量存储于电感中，在开关管截止时向负载提供能量。正激式变换器瞬时特性较好，输出电压纹波较小，并且负载能力较反激式变换第章绪论器高，般用于较大功率输出应用中。而反激式变换器结构较为简单，与正激式变换器相比，省去了个大滤波电感以及二极管，因此体积小成本低。然而其代价是对输出调控速度慢，并且由于使用变压器漏感较大，效率也相对较低。反激式变换器通常用于以下场合，在日用照明驱动中尤为突出，目前市面上中小功率驱动电源绝大部分都是采用反激式结构。可调光驱动能够满足终端用户对不同亮度要求，因此是现今以及未来发展趋势之。现今主要有三种调光方案模拟调光调光和可控硅调光。其中，模拟调光方案最为简单，它是通过调控输出平均电流大小来实现调光，然而由于电流与色温密切相关，因此在调光过程中颜色会发生改变，并且模拟调光范围通常在以内，并不能实现全程调光。调光是当前最为热门调光方案，与模拟调光不同，调光周期性开启和关断电流，通过调节占空比来调控输出电流平均值，从而实现调光功能，而导通时电流并不会发生改变，因此调光过程中不会出现色偏现象，而且由于工作频率可以很高，调光比例可以做到。可控硅调光器最初是为白炽灯而设计，当灯迅速进入到照明市场后，这种不需要对传统调光系统进行任何改变就可用于调光方案受到了用户极大青睐。功率因数是目前电路中非常受重视个参数指标，它反映了电力系统中电源有效利用率，在全球倡导节能减排大环境下，其重要性也日渐提升。早期功率因数校正技术是无源技术，因其结构简单，设计方便而广泛采用，即使是现在仍有部分市场，但无源器件加入使电路面积大为增加，而且实现值大小有限。在对体积和要求较高场合，有源占据着大部分市场，虽然其成本较高，但可以实现接近于值和较小输出电压纹波。有源发展中产生了两级与单级两种结构，两级值更高，也更容易满足安为了便于对比分析，本文还对内部结构进行了修改，设计了临界控制模式芯片。在常温条件下，全电压范围内仿真，得到其平均效率为，低于同等条件下准谐振模式平均效率约个百分点，从而验证了准谐振技术对此类驱动效率提升。论文完成了整体电路构建，并对其损耗进行了理论分析。然后对芯片中部分模块进行了设计与仿真验证针对准谐振技术实现，设计了种简单实用波谷探测电路，并集成采样电流补偿功能针对恒流功能实现，设计了对检测至关重要次级电感过零检测电路，并集成有输出过压保护功能针对功能实现，设计了线性跨导但带宽较小误差放大器模块，并集成有补偿电容预充电和端电压钳位功能针对功率，设计了栅电压为驱动电路，并且输入输出瞬时峰值电流能够达到。最后以输出功率为例，设计了整体电路外围参数，并进行了总体仿真。电路在设计过程中，由于和恒流精度折衷考虑并非十分全面，因此整体仿真结果恒流精度偏低，后期可以对此部分再进行优化处理。同时考虑到调光是驱动芯片大趋势，因此可以在原电路基础上添设调光功能，以满足用户更多要求。由于本人知识水平局限，未对论文中些问题进行深入分析与论证，还需要在以后工作学习中加深理解和进步探索。论文中存在不足，期望老师和读者能够批评指正。致谢致谢值此毕业之际，要感谢我导师张国俊教授，在三年研究生求学生涯中给予了我无私关怀，不仅教会了我如何研究学术，也让我领悟到了许多做人道理。张老师学识渊博治学态度严谨工作精益求精，对待学生认真负责。从张老师身上，我体会到了教育事业崇高，以及教育者无私奉献。这些都将对我以后人生产生深远影响，并受益终身。其次，感谢项目组指导老师罗和平老师。罗老师实际经验丰富，在项目中给予了我许多悉心指导，在论文完成过程中也给予了我巨大帮助。感谢教研室李平教授李威教授和王靖老师在项目上支持与指导，感谢杨畅杨兴代赟三位师兄对我新加入教研室时引导与帮助。同时，特别感谢同项目组陈家隆孙杰杰同学以及郭俊王程左刘晓阳冯玲玲等师弟师妹，感谢大家对项目贡献以及对我个人支持与帮助。感谢刘振智杨云霄李俨等教研室所有同学，大家在起探讨问题使我受益匪浅，也使我在三年时光中收获了宝贵友谊，希望大家在以后工作学习中都能帆风顺。再次，感谢那些直陪伴在身边共同成长朋友，正是因为你们，才能够体会到友情可贵，体会到生活多姿多彩，才能在次次挫败中共勉前进。最后，要感谢我父母，他们为我操劳生，默默付出却毫无怨言，他们关心和鼓励将激励我在今后道路上更加奋发图强。电子科技大学硕士学位论文参考文献万勇,冯瑞华,黄健国内外照明产业政策高科技与产业化罗贞礼中国照明产业“十二五”发展探析新材料产业,李松宁调光设计方案浅析现代显示,周志敏,周纪海,纪爱华开关电源功率因数校正电路设计与应用北京人民邮电出版社,王增福,李昶,魏永电子电力软开关技术及实用电路北京电子工业出版社,上海占空比半导体官方网站,产品介绍王志强译北京人民邮电出版社,陈星弼,张庆中晶体管原理与设计北京电子工业出版社,陈贵灿,程军,张瑞智译西安西安交通大学出版社王振民,张芩,薛家祥等快速功率二极管正反向恢复特性仿真研究电力电子技术顾公兵,李网生,沈坚开关电源磁性元件损