填谷式PFCLED電源研發(fā)項(xiàng)目

廣州銘緯電子產(chǎn)品有限公司填谷式PFCLED驅(qū)動(dòng)電源研發(fā)項(xiàng)目項(xiàng)目計(jì)劃書2011 4月至2011 12月目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、項(xiàng)目基本情況 3\o"CurrentDocument"1、項(xiàng)目名稱：填谷式PFCLED高壓驅(qū)動(dòng)電源研發(fā)項(xiàng)目 3\o"CurrentDocument"2、所屬領(lǐng)域: 3\o"CurrentDocument"3、研發(fā)項(xiàng)目預(yù)算總額：280萬元，其中：企業(yè)自籌280萬元。 3\o"CurrentDocument"二、項(xiàng)依據(jù) 3\o"CurrentDocument"1、國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢 3\o"CurrentDocument"2、 項(xiàng)目研究開發(fā)目的和意義 3\o"CurrentDocument"3、項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景 4\o"CurrentDocument"三、研究開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo) 4\o"CurrentDocument"1、項(xiàng)目主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù) 4\o"CurrentDocument"2、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 6\o"CurrentDocument"3、主要技術(shù)指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 6\o"CurrentDocument"四、研究開發(fā)方法及技術(shù)線 71、關(guān)鍵元件兩級(jí)變換電感的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"2、應(yīng)用線 9\o"CurrentDocument"3、研究開發(fā)設(shè)備設(shè)施 10\o"CurrentDocument"五、研究開發(fā)項(xiàng)目組人員名單 11\o"CurrentDocument"1、項(xiàng)目主要研發(fā)人員 11\o"CurrentDocument"2、項(xiàng)目主要輔助人員 11\o"CurrentDocument"、計(jì)劃工作進(jìn) 121、第一階段：確定研發(fā)方案及設(shè)計(jì)研發(fā)階段（20114月至201111月） 122、第二階段：小試與測試階段(201110月至201112月) 123、第三階段：中試及交付產(chǎn)業(yè)化階段(201112月至20122月).12一、項(xiàng)目基本情況1、項(xiàng)目名稱：填谷式PFCLED高壓驅(qū)動(dòng)電源研發(fā)項(xiàng)目2、所屬領(lǐng)域:國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域：□電子信息技術(shù)□生物與新醫(yī)藥技術(shù)□航空航天技術(shù)□新材技術(shù)□高技術(shù)服務(wù)業(yè)■新能源及節(jié)能技術(shù)□資源與環(huán)境技術(shù)■高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(2007 ):□信息□生物□航空航天□新材口先進(jìn)能源口現(xiàn)代農(nóng)業(yè)■先進(jìn)制造□先進(jìn)環(huán)保□資源綜合用□海洋3、研發(fā)項(xiàng)目預(yù)算總額：280萬元，其中：企業(yè)自籌280萬元。二、項(xiàng)依據(jù)1、 國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢近夾，LED燈具(含LED和驅(qū)動(dòng)電源)作為-種節(jié)能環(huán)保型照明燈具正在迅速推廣，被廣泛用于閱讀燈、手電筒、汽車方向燈、小型聚光燈，標(biāo)牌、建筑輪及穹頂照明、攜式閃光燈、醫(yī)療照明及裝飾照明燈等領(lǐng)域。如何低LED驅(qū)動(dòng)電源的總諧波失真，提高其功因數(shù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2、 項(xiàng)目研究開發(fā)目的和意義為滿足LED驅(qū)動(dòng)電源對PF值的特殊要求，而且在功極低的情況下亦能滿

足功因數(shù)（5W＜實(shí)際功W15W）得低於0.7。目前常用的電是普通反激式電,其功因數(shù)一般在 0.5以下，對電網(wǎng)的污染也較大.為改善這一問題,廣州明緯電子產(chǎn)品有限公司項(xiàng)開發(fā)一種填谷式 PFCLED驅(qū)動(dòng)電源電.3、項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景該項(xiàng)目是一種具有填谷式PFC電源電，由工頻市電供電的LED燈,LED建筑照明燈和景觀照明燈以及一般照明燈，其離線式（offline）驅(qū)動(dòng)電能把LED點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)夠的.一個(gè)高性能離線式LED照明電源一般應(yīng)滿足AC輸入諧波電符合IEC6100-3-2等標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于照明設(shè)備的限規(guī)定：功因數(shù)滿足5W＜實(shí)際功W15W,其PowerFactor得低於0.7;高能效,效±83%;低成本，高可靠，其壽命盡可能與LED使用壽命相匹配.欲提高離線式LED照明系統(tǒng)的線功因數(shù)，限制輸入工頻諧波電,則必須采用功因數(shù)校正電 ,填谷式電修整電比較適合應(yīng)用于LED照明電源中.隨著世界能源危機(jī)的日加劇,節(jié)能環(huán)保已經(jīng)是當(dāng)前世界最重要的課題.明緯電源一直致于如何讓LED燈加綠色環(huán)保,加節(jié)約能源,加適合市場,加適合客戶使用而努.該項(xiàng)目電：填谷式PFCLED電源電研發(fā)成功并使用在APC-12P/16P電源項(xiàng)目上之后,得到市場的充分肯定,并且得到大的國內(nèi)客戶的青睞.三、研究開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)1、項(xiàng)目主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)（一）項(xiàng)目主要內(nèi)容，主PWM電采用土蘭微電子的SD4843，次級(jí)側(cè)采用AP4310該項(xiàng)目電采用填谷式PFCLED，主PWM電采用土蘭微電子的SD4843，次級(jí)側(cè)采用AP4310而言，其輸入電壓與輸入電的表達(dá)式分別為（二）關(guān)鍵技術(shù)對無失真的交電而言，其輸入電壓與輸入電的表達(dá)式分別為U-yfiumscut (1)i=y[21COSTCOt-(p) (2)式中的u、i均代表瞬時(shí)直，U、I為有效直，0表示相角。交輸入的視在功S=UI，而有功功P=UIcos0°僅當(dāng)cos0達(dá)到1時(shí)，P=UI=S。功因數(shù)的英文縮寫為 PF(PowerFactor)，其國標(biāo)符號(hào)為入。功因數(shù)定義為有功功與視在功的比值：交供電設(shè)備的功因數(shù)是在電波形無失真的情況下定義的° 造成功因數(shù)低的原因有兩個(gè)：一是交輸入電波形的相位漂移，二是交輸入電波形存在失真°相位漂移通常是由電源的負(fù)載性質(zhì)(感性或容性)而引起的，在這種情況下對功因數(shù)的分析相對簡單，一般可用公式cos0=P/(UI)夾計(jì)算。但是當(dāng)交輸入電波形存在失真時(shí)，式(3)再適用°目前，采用AC／DC變換器的開關(guān)電源均通過整電與電網(wǎng)相連接°其輸入整濾波器一般由橋式整器和濾波電容器構(gòu)成，二者均屬于非線性元器件°由于大容濾波電容器的存在，使得整二極管的導(dǎo)通角變得很窄，僅在交輸入電壓的峰值附近才能導(dǎo)通，致使交輸入電產(chǎn)生嚴(yán)重失真，變成為尖峰脈沖°這種電波形中包含大的諧波分，僅對電網(wǎng)造成污染，還導(dǎo)致濾波后輸出的有功功顯著低，使功因數(shù)大幅低。普通 AC/DC變換器的功因數(shù)較低，只能達(dá)到0．6左右°因此，提高開關(guān)電源的功因數(shù)僅能低線損耗、還能減少電網(wǎng)的諧波污染，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)°總諧波失真是指用信號(hào)源輸入時(shí)，輸出信號(hào)(諧波及其倍頻成分)比輸入信號(hào)多出的諧波成分，一般用百分?jǐn)?shù)表示。功因數(shù)(入)與總諧波失真(THD)存在下述關(guān)系：

A=廠?- '=cos0x100%J1+(THD)2當(dāng)交輸入電與電壓保持同相位，且cos當(dāng)交輸入電與電壓保持同相位，且cos0=1時(shí)，式(4)可簡化為交1交1的某(APFC)配，實(shí)0.8，低A= x100%71+(THD)2 v7用功因數(shù)校正器 PFC(PowerFactorCorrector)，可使交輸入電輸入電壓保持同相位并濾除電諧波，將設(shè)備的功因數(shù)提高到接近于-預(yù)定直。功因數(shù)校正分無源功因數(shù)校正 (PPFC)、有源功因數(shù)校正兩種類型。無源功因數(shù)校正的特點(diǎn)是電簡單，成本低。2、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)本項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括：電簡單，成本低。將無源填谷整濾波電與 SD4843相現(xiàn)功因數(shù)校正。恒恒壓輸出50%LOAD，200-240VAC輸入情況下，PF值大于THD值，能符合harmonicCLASSB等級(jí)，3、主要技術(shù)指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(一)主要技術(shù)指標(biāo)1)輸入電壓為180-264。2)輸出電壓5,12，15，24，輸出功12W/16W3)最大效83%4) PF>0.75)輸出電壓 :1%6)線調(diào)整:0.5%7)負(fù)載調(diào)整:0.5%8)紋波和噪聲:350mV(峰-峰值)9）變壓器采用EI-22磁心，材質(zhì)采用安磁JPP-4。（二）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1）本項(xiàng)目實(shí)施后新增銷售收入：本項(xiàng)目實(shí)施后，可以使得APV-12P/APC-12P系和APV-16P/APC-16P系銷售臺(tái)數(shù)達(dá)到100000PCS/，新增鋪售眾達(dá)到 5000萬元。2） 本項(xiàng)目實(shí)施后新增潤：本項(xiàng)目實(shí)施后，新增潤可達(dá)到 1000萬元。3） 本項(xiàng)目實(shí)施后新增稅：本項(xiàng)目實(shí)施后，新增稅可以達(dá)到335萬元。四、研究開發(fā)方法及技術(shù)線1、關(guān)鍵元件填谷式PFC的設(shè)計(jì)全部由無源元器件構(gòu)成的無源填谷電如圖3所示?？偣矁H需使用3只二極管（VD3?VD5）、閑只曲解曲容器（C5、C6）和一只曲阻器（R6）。VD3?VD5采用1N4007型硅整管。C3與C4的容必須相等，均采用27mF/200V的曲解曲容器。R6選用4?7Q、2W的曲阻器，耳機(jī)時(shí)可限制C5、C6上的沖古曲。填谷曲的特點(diǎn)是C5和C6以聯(lián)方式充電，而以并聯(lián)方式進(jìn)放電。設(shè)交輸入電壓的有效直乳u，峰直曲圧以UP，整橋筲出的脈云仏直曲圧乳 UBR°圖3無源填谷電路a圖3無源填谷電路a22y200V1N400745o__ *22u200V階段一：在交電正半周的上升階段，由于UBR>UA時(shí)，D5導(dǎo)通，UBR就沿著C5—D5—R6—C6的聯(lián)電給 C5和C6充電，同時(shí)向負(fù)載提供電。其充電時(shí)間常數(shù)很小，充電速很快。階段二：當(dāng)UA達(dá)到UP時(shí)，C3、C4上的總電壓UA=UP；因C3、C4的容相等，故二者的壓均為 UP/2°此時(shí)VD7導(dǎo)通，而VD6和VD8被反向偏置而截止。階段三：當(dāng)UA從UP開始下時(shí)，D5截止，即停止對C5和C6充電。階段四：當(dāng)UA至UP/2時(shí)，D3、D4被正向偏置而變成導(dǎo)通狀態(tài)，C5、C6上的電荷分別通過D3、D4構(gòu)成的并聯(lián)電進(jìn)放電，維持負(fù)載上的電變°從階段一一直到階段三，是由電網(wǎng)供電，除向負(fù)載提供電，還在階段一至階段二給C5和C6充電；僅在階段四由C5、C6上儲(chǔ)存的電荷給負(fù)載供電。進(jìn)入負(fù)半周后，C5、C6仍可對負(fù)載進(jìn)并聯(lián)放電，使負(fù)載電基本保持恒定°綜上所述，用圖3所示無源填谷電，能大幅增加整管的導(dǎo)通角，使之在正半周時(shí)的導(dǎo)通角擴(kuò)展到30?150（30恰好對應(yīng)于UA=UPsin30=UP/2，150對應(yīng)于UA=UPsin150=UP/2）°同，負(fù)半周時(shí)的導(dǎo)通角擴(kuò)展為 210?330°這樣，波形就從窄脈沖變?yōu)楸容^接近于正弦波°這相當(dāng)于把尖峰脈沖電波形中的

LED驅(qū)動(dòng)電源的功的時(shí)序波形對照如圖2、應(yīng)用線XC/NOACNL1DR-GZ0028noRTH1Q1PN2222ATAprrmmnnmmngpmnmmnc本SNAosmzzELO80丄_|9OZLLLQ亠=一谷點(diǎn)區(qū)域“填平很大一部分，故稱之為填谷電。實(shí)測該因數(shù)入三0?8。交輸入電壓u、交輸入電i及UA點(diǎn)、4所示。

LED驅(qū)動(dòng)電源的功的時(shí)序波形對照如圖2、應(yīng)用線XC/NOACNL1DR-GZ0028noRTH1Q1PN2222ATAprrmmnnmmngpmnmmnc本SNAosmzzELO80丄_|9OZLLLQ亠=一3、研究開發(fā)設(shè)備設(shè)施一）硬件設(shè)施設(shè)備名稱數(shù)主要功能數(shù)字示波器10臺(tái)電壓、電、時(shí)序波形電子負(fù)載22臺(tái)負(fù)載模式可設(shè)置為：CC/CR/CV/CCDLED燈2臺(tái)測試LED電源帶LED燈時(shí)實(shí)際工作情況安規(guī)測試儀7臺(tái)耐壓、絕緣阻抗、接地阻抗諧波分析儀1臺(tái)按照EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)測試輸入電諧波成分功分析儀16臺(tái)J輸入功、電、功因素:溫記錄儀5臺(tái)檢測件溫恒溫恒濕儀1臺(tái)電源環(huán)境信賴測試電測試儀1臺(tái)接地電檢測LCR測試儀2臺(tái)L、C、Q、DF檢測EMC測試儀器4臺(tái)ESD、EFT、SURGE>CONDUCTCHROMA6000ATE2臺(tái)全功能自動(dòng)檢測二）軟件設(shè)施軟件名稱主要功能ERP專案管研發(fā)進(jìn)管控ATE軟件自動(dòng)測試程式編寫（三）研發(fā)技術(shù)能及項(xiàng)目基礎(chǔ)本公司是專業(yè)研發(fā)和制造開關(guān)電源產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)，擁有研究人員15人，均為大專以上學(xué)厲，其中高級(jí)工程師2人，中級(jí)工程師13人，分別具備電子技術(shù)、自動(dòng)化、電子信息、電子物、計(jì)算機(jī)、電子工程等專業(yè)。近來公司先后開發(fā)20項(xiàng)新產(chǎn)品，在業(yè)界堪稱領(lǐng)先地位。公司很注重自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已取得6項(xiàng)專

，其中本項(xiàng)目獲得實(shí)用新型專。2009公司計(jì)投入技術(shù)開發(fā)資 1300多萬元，其中本項(xiàng)目投入技術(shù)開發(fā)資280萬元。五、研究開發(fā)項(xiàng)目組人員名單1、項(xiàng)目主要研發(fā)人員序號(hào)姓名性別齡學(xué)歷專業(yè)職務(wù)在本項(xiàng)目中承擔(dān)的任務(wù)1江軍男26大專電子技術(shù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人全面主持項(xiàng)目研發(fā)2彭希和男42碩士電子技術(shù)研發(fā)副總技術(shù)指導(dǎo)3毛羅生