LED照明系统优化驱动关键技术的研究

针对各种照明场合对LED照明系统提出的高效率、高性能、长寿命要求，系统研究LED照明优化驱动关键技术,对LED光源及驱动器性能分别提出优化理论和解决策略。研究LED输出光-电-热特性，分析其关键变量电流和温度对LED光衰、色偏的影响，建立通用模型；分析边界条件，克服LED应用中存在的光衰和色偏现象；获得光效最高的LED工作点，保证LED高效可靠运行，并为LED驱动器和散热器设计提供理论依据；针对不同应用场合研究散热方式及LED结温控制策略，提出PWM精确调光控制方案；在提高LED光源发光效率和光学性能同时，对高效率的非级联式LED驱动器进行效率优化，研究影响系统效率的关键参数，构建效率模型体系，提出完整的驱动电路效率优化策略，保证LED驱动器达到最优的效率输出。通过对LED光源和驱动器分别进行优化设计，全面提升LED照明系统性能，满足照明产业需要，对绿色节能照明的实现具有重要意义。

(1) 针对电流对LED输出特性的影响，分别提出了无源均流和有源均流方案，无源均流方案采用改进型的LCLC谐振网络，采用最少的无源器件实现任意条LED支路的均流，并保证了输入阻抗纯阻性，避免无功功率，减少器件应力，提高效率，并提出并联PWM调光方案；有源均流方案采用最小导通电流控制方案，保证至少一条LED支路的均流占空比为1，尽量减少每条支路的LED导通电流，可有效提高LED光源的发光效率，该方案可有效与串联PWM调光方案进行结合，不需要额外的电路和器件。.(2) 针对温度对LED输出特性的影响，提出非接触供电方式的LED驱动系统，避免LED驱动器和光源热量相互影响，提高系统可靠性和易维护性能，为避免无功功率，解耦负载对输出电流的影响，提出了原边电容串联和副边电容串联的补偿结构，实现高效的恒流源输出，并提出了一套非接触变压器设计方法，可直接提供LED负载所需的驱动电流。.(3) 针对电解电容的寿命低，影响了LED照明系统的寿命，对电容应力和寿命的关系进行分析，提出低压滤波电容方案，将滤波电容放在低压侧，并提出非级联式的电路拓扑，避免中间储能电容的损耗，进一步提高变换器的效率。.(4) 针对用LED替代白炽灯场合，采用无变压器的LED驱动器，提高变换器效率，但无法实现高电压变比，提出一套新颖的谐振式LED驱动器，采用谐振方式实现高电压变比，同时兼容已有的白炽灯相控调压器进行调光。.(5)在IEEE Transactions发表SCI论文4份，另有一份SCI论文审稿中。在国内核心期刊“电工技术学报”“中国电机工程学报”上发表论文2份，并有2份在审稿中。发表会议论文4份，申请专利发明专利5份，授权使用新型专利2份，培养硕士生1名，参加国际会议4次，国内会议2次，均在大会宣读报告。最后完成一份高质量的结题报告。