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基于三线直流补偿模式的教室LED照明供电系统的研制

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第1章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2 直流供电的发展现状

1.3 研究内容与工作

1.4 本文结构

第2章 相关理论与技术

2.1 引言

2.2 低压直流供电技术分析

2.3 谐波概述

2.4 开关电源噪声概述

2.5 开关电源的拓扑结构分析

2.6 线缆传输功率分析及对比

2.7 本章小结

第3章 基于三线直流补偿模式的LED照明系统的电路设计

3.1 引言

3.2 主机电路的设计

3.3 输出电压分配器的设计

3.4 电压补偿电路

3.5 分机补偿功率分析

3.6具有APFC和自动分压功能的主机电路的设计

3.7高效率的分机电路的设计

3.8 本章小结

第4章 实验结果与分析

4.1 引言

4.2 系统搭建与测试

4.3 电磁兼容测试与分析

4.4 供电效率分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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摘要

随着城市现代化进程的快速发展,大量低压用电设备的普及,如LED灯、电脑、打印机、微波炉等办公设备和家用电器,传统的交流供电系统会引入大量谐波,产生严重的电磁辐射,影响电能质量。采用低压直流(low voltage direct current,LVDC)供电系统能减少电能损耗,提高电缆功率传输效率,减少电磁辐射,改善电能质量。目前,节能且环保的LVDC供电系统是学者们研究的重要领域之一,也是工程应用中重要的实践方向之一,必将在新技术变革的飞速发展中,愈加优越并发挥巨大的作用。
  本学位论文提出了一种基于三线直流补偿模式的LVDC供电系统,该供电系统在传统的单极性二线制供电系统基础上引入补偿线,利用补偿线及低电压电能变换器对线损电压进行自动补偿,补偿范围为3V~18V。补偿电压的幅度较小,大大减少开关脉冲的幅度,从而减少了电磁干扰。给负载提供补偿功率,补偿功率约为0.1W~0.9W,以保证正常的亮度需求。基于三线直流补偿模式的LVDC供电系统使传统的LED灯驱动电源中的高压DC-DC变换器和高压滤波电容被低压DC-DC变换器和低压滤波电容所取代,由此降低了电源端的噪声及电磁辐射。
  本论文研究的三线直流补偿模式的教室LED照明供电系统由一个主机和多个分机组成,采用单极性 LVDC供电。主机主要由大功率有源功率因数校正电路(APFC)、智能输出电压比例分配器和三条供电线路等组成;分机主要由KA34063构成的小功率自动补偿电源及LED灯组组成。
  本论文对三线直流补偿模式的LVDC供电系统进行了理论推导、仿真和实验验证,该系统较交流供电系统的传输功率有较大提高,分机能有效地提供小功率进行线损补偿,该系统能有效提高供电效率。
  一个节能环保的三线制补偿式 LVDC供电的LED照明系统的设计和实现,将完善现有的单极性供电系统,丰富 LVDC供电系统的实践方案,在降低电源噪声及电磁辐射方面具有很好的可行性,可为同领域的LVDC系统设计提供一定的参考和借鉴经验。

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