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恒流源驱动下的LED照明系统设计与研究LED照明是近年来发展最快的一种照明技术，它具有高效节能、寿命长、安全可靠、成本低等优点，被广泛应用于普通家庭、商业建筑、道路照明和医疗卫生等多个领域。
其中，恒流源驱动是LED照明系统的核心技术之一，它能够保证LED光源始终处于恒定的工作状态，从而确保LED光源的稳定性、可靠性和寿命。
本文就恒流源驱动下的LED照明系统进行设计和研究。
一、恒流源驱动的原理与优点恒流源驱动是基于电源电压恒定的情况下，通过改变输出电流大小来调节LED光源的亮度和色温。
具体操作方式是先将需要输出的电压和电流实现匹配，然后经过LED驱动芯片控制LED的电流大小和频率，最终获得恒定的LED光源亮度。
相对于恒压源驱动和恒功率源驱动，恒流源驱动的优点主要表现在以下几个方面：1. 稳定性高：由于LED光源的亮度和色温与电流大小密切相关，因此恒流源驱动的输出是恒定的电流，可以保证LED光源工作在恒定的条件下，从而保证LED光源的稳定性。
2. 寿命长：LED光源是一种非常脆弱的材料，如果在过高的电压或电流下工作，会大大缩短其寿命。
而恒流源驱动可以根据LED的特性调整输出电流，从而避免了LED光源过流的情况，延长了其使用寿命。
3. 输出功率高：恒流源驱动可以在保证LED光源不过流的情况下输出最大的功率，这是恒压源驱动和恒功率源驱动所不具备的优点。
二、恒流源驱动下的LED照明系统设计恒流源驱动下的LED照明系统设计主要分为恒流控制电路设计和光源选择两个部分。
1. 恒流控制电路设计恒流控制电路是恒流源驱动下的LED照明系统的核心部分，其主要作用是控制LED工作时的电流大小和频率，保证LED照明系统的稳定性和寿命。
恒流控制电路的设计需要考虑以下几个方面：（1）选择合适的电源：恒流源驱动下的LED照明系统需要有一个可靠的电源，可以提供稳定的电压和恒定的电流。
常见的电源有恒流型电源和恒压型电源，其中恒流型电源更适合LED照明系统的恒流源驱动。
LED照明驱动电源可靠性测试方法研究一、LED照明驱动电源概述LED照明驱动电源是LED照明系统中的关键组成部分，其主要功能是将交流电源转换为适合LED芯片工作的直流电源。
随着LED照明技术的快速发展，对驱动电源的可靠性要求也越来越高。
LED驱动电源的可靠性直接影响到LED照明产品的使用寿命和性能稳定性。
因此，研究LED照明驱动电源的可靠性测试方法，对于提高产品质量、降低维护成本具有重要意义。
1.1 LED照明驱动电源的基本组成LED照明驱动电源主要由输入滤波器、整流器、开关电源控制器、开关元件、输出滤波器等部分组成。
输入滤波器用于减少电网噪声对电源的影响；整流器将交流电转换为直流电；开关电源控制器负责控制电源的开关频率和占空比，以实现稳定的输出电压；开关元件是实现电源开关功能的关键部件；输出滤波器用于平滑输出电压，减少纹波。
1.2 LED照明驱动电源的工作原理LED照明驱动电源的工作原理基于开关电源技术，通过高频开关元件的快速开关，实现能量的快速转换和传输。
控制器根据输出电压和电流的变化，调整开关元件的开关频率和占空比，以保持输出电压的稳定。
输出滤波器则进一步稳定输出电压，确保LED芯片得到稳定的供电。
二、LED照明驱动电源可靠性测试的重要性LED照明驱动电源的可靠性测试是评估其在长期使用过程中性能稳定性和故障率的重要手段。
通过可靠性测试，可以发现设计和制造过程中的潜在问题，从而提前进行改进，提高产品的可靠性。
2.1 可靠性测试的目的可靠性测试的主要目的包括：- 评估LED驱动电源在规定环境和工作条件下的性能稳定性；- 预测LED驱动电源的使用寿命和故障率；- 识别设计和制造过程中的缺陷，为改进提供依据；- 验证LED驱动电源是否满足相关的安全和性能标准。
2.2 可靠性测试的分类LED照明驱动电源的可靠性测试可以分为以下几种类型：- 环境适应性测试：评估电源在不同环境条件下的性能和稳定性；- 寿命测试：模拟长时间使用条件下电源的性能变化，预测其使用寿命；- 电气性能测试：评估电源的电气参数，如电压、电流、功率等是否符合设计要求；- 安全性能测试：确保电源在各种异常条件下不会对人身安全和设备造成危害。
LED恒流驱动电源的分析及设计作者：JYQ【摘要】在节能技术高涨的今天,LED照明灯将成为照明技术的发展主流已成为共识。
该文介绍了大功率LED的特性，分析了驱动电路的基本原理,分析LEDA驱动电源的现状和存在问题，并对LED驱动电源的发展前景提出了展望。
研究设计了一种精确高效的恒定直流驱动方案。
【关键词】LED驱动电源；恒流Constant Current drive power LED analysis and designAuthor: JYQAbstract : In the energy saving technology high today, the LED lights will be lighting technology development has become the mainstream consensus. This paper introduces the characteristics of the high power LED, analyzes the basic principle of driving circuit, analysis of the present situation of LEDA drive power and the existence question, and LED to the prospect of the development of power drive is also presented. Study design a precise and efficient constant dc drive scheme. Key words: LED driving power; Constant Current0 引言在能源和环境问题日趋严重的今天，以具有高效、节能、环保、寿命长等特点的LED活得累人们的重视,若能以LED照明取代目前低效率、高耗能的传统照明,无疑对缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题起到举足轻重的作用。
科技成果——LED路灯驱动电源成果简介
以LED为代表的新型照明光源具有高效、长寿命、无污染等特点，应用前景非常广阔。
但目前的LED驱动电源普遍存在寿命低、输出特性不稳定、耐环境特性差等问题，严重制约了LED照明的推广应用。
针对这些问题，课题组开发了一种用于驱动100W的LED路灯的专用电源。
利用EDA软件对驱动电源特性进行仿真分析，完成了最优化的结构和参数设计；同时研究采用GJB299和GJB450对电源系统进行可靠性分配，给出元器件的可靠性等级和MTTF周期；采用ARMS可靠性设计软件完成了对该电源的可靠性寿命预测工作。
该电源同时采用耐环境设计方法，综合考虑热设计和电磁兼容设计，保证了电源在环境温度-40℃到60℃、湿度10%RH-95%RH和正常电网波动下能够安全可靠工作5年以上。
LED 路灯驱动电源外观及装盒图
经济效益和社会效益
目前该电源已经实际应用，测试数据显示：耐电磁兼容能力达到GB/T17626抗扰度三级的要求，输出特性稳定，耐环境特性强，安全运行可靠。
已应用在全国许多城市的道路照明系统中，效果良好，预计年产值上亿元。
大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计目前LED路灯驱动电源存在着输出功率低、转换效率差、功率因数不高、输出特性不稳定及可靠性差等问题，严重制约了LED路灯的推广使用，本文针对以上问题优化了LED路灯驱动电源电路。
采用了HV9910这款灵活简单的LED驱动器IC提供电源，PWM自动调节实现恒流输出，稳压管过压锁定实现空载保护，电磁隔离和光隔离实现隔离输出。
本设计体积小，微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出，简化了电路的设计，提高了驱动电源的可靠性。
1、LED驱动电路研究的意义和价值LED由于节能环保、寿命长、光电效率高、启动时间按短等众多优点，成为了照明领域关注的焦点，近年来发展迅速。
由于LED独特的电气特性使得LED驱动电路也面临更大的挑战，LED驱动电路关系到整个LED照明系统性能的可靠性。
因此为防止LED的损坏，这些都要求所设计系统能够精准控制LED输出电流。
目前采用的稳压驱动电路，存在稳流能力较差的缺点，从而导致LED寿命大为缩短。
当前，直流输入LED驱动电源已经发展了较长的一段时间，电路已比较成熟，而用于市电输入照明的LED驱动电路，很多采用交流输入电容降压及工频变压器降压，电源体积过大，输出的电流稳定性差，性能很低。
目前针对市电输入的降压驱动电路是当前LED驱动市场的难点和热点。
LED照明时一种绿色照明，其驱动电源的输出功率较小，在此情况下实现电源的高效率是另一大难点。
同时，由于LED的使用寿命理论上长达10万小时，这要求驱动电源很高的可靠性。
综上，根据市场需求，为LED提供性能优良的驱动电路，具有很大的经济价值和实用意义。
2、概述大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED 的新应用至关重要。
照明是人类消耗能源的一个重要方面，据研究统计，若使用固态LED光源代替传统的白炽灯和荧光灯照明，将节约全球照明能耗的50%以上，有助于缓解当前越来越紧迫的能源和环境问题。
LED路灯恒流开关电源设计电气工程及其自动化学院：周月阁指导教师：任万滨摘要：目前LED路灯驱动电源存在着输出功率低、转换效率差、功率因数不高、输出特性不稳定及可靠性差等问题，严重制约了LED路灯的推广使用，本文针对以上问题完成了LED路灯驱动电源的设计与优化。
首先根据用户提出的技术指标，提出了采用反激式DC/DC变换器为主拓扑结构，并具有有源功率因数校正环节的恒流驱动电源总体设计方案。
在参数设计中，采用基于MC33260的临界模式升压电路实现功率因数校正，采用基于NCP1230的连续模式反激电路实现DC/DC变换。
在参数设计基础上，本文研究了驱动电源的热分布和电磁兼容性问题，并进行了优化，提高了驱动电源的可靠性。
实验测试表明，本文设计的LED路灯驱动电源完全满足用户提出的性能指标，可以稳定可靠地工作在实际应用环境中。
关键词：LED；功率因素校正；恒流驱动电源；反激式变换器Abstract：Presently, the usage of LED street lamp is restricted for the reason of low power, low efficiency, low power factor,instability of output and short lifespan. This paper designsand optimizes a LED driver to solve those problems. Ascheme for constant-current driver following the user’srequirements has been developed, which applies a singleended flyback DC/DC converter as the main topology andhas an active power factor correction circuit. This paperadopts the chip MC33260 working in the critical conductionmode as the controller of the active power factor correctioncircuit, and the chip NCP1230 working in CCM mode as thecontroller of the flyback converter. Considering thermaldistribution and the EMC condition, on the base ofparameter design this paper optimizes the driver to increaseits reliability. The experiments show that the driver can fullymeet the requirements and work reliably under the actualworking conditions.Key words：LED; power factor correction; power driven by constant current; flyback converter1引言照明是人类消耗能源的一个重要方面，据研究统计，若使用固态LED光源代替传统的白炽灯和荧光灯照明，将节约全球照明能耗的50%以上，有助于缓解当前越来越紧迫的能源和环境问题。
恒流源驱动下的LED照明系统设计与研究一、引言随着LED（发光二极管）技术的不断发展和成熟，LED照明系统已经成为一种替代传统照明设备的重要选择。
其中，恒流源驱动是一种常用的驱动方式，可以确保LED在正常工作范围内稳定工作，并提供高效能的照明效果。
本文将着重探讨恒流源驱动下的LED照明系统的设计与研究。
二、恒流源驱动原理三、系统设计1.电源的选择：照明系统的电源应具备高效能、稳定性和可靠性。
常见的选择有直流电源和交流电源，根据具体需求选择合适的电源类型。
2.恒流源调整电路的设计：通过恒流源调整电路来将电压转换为恒定的电流，其中最常用的是线性稳压和开关稳压两种方式。
线性稳压方式：线性稳压方式是通过减小电压差来控制电流的大小。
其简单、成本低，但效率较低，且产生的热量较多。
开关稳压方式：开关稳压方式是通过更高频率的开关操作来控制电流的大小。
其效率较高，但设计和调试相对复杂，成本较高。
3.LED的选择：选择适合的LED灯珠是设计中的关键步骤。
根据需要确定亮度、色温、颜色等参数。
此外，应选择具有高效能、长寿命和耐用性的LED。
4.热管理：在LED照明系统中，热量是一个重要的因素。
通过散热器、风扇或其它散热设备来有效散发热量，以保持LED的工作温度在正常范围内。
四、研究方向1.提高效能：针对恒流源驱动下的LED照明系统，可以通过优化电源和调整电路来提高照明效果和节能效果。
2.调光控制：在LED照明系统中，调光控制是一个常见的需求。
可以通过设计合适的调光电路来实现调光功能，提高照明系统的灵活性和适应性。
3.脉冲驱动：脉冲驱动是一种新的LED驱动方式，可以提供更高的亮度和更长的寿命。
可以通过研究脉冲驱动技术在恒流源驱动下的应用，进一步改进LED照明系统。
4.系统集成：将恒流源驱动下的LED照明系统与智能控制系统相结合，实现更智能化的照明效果。
例如，通过无线控制、传感器和自动化系统来实现智能照明控制。
五、结论恒流源驱动下的LED照明系统是一种重要的照明选择。
精品毕业论文下载尽在我的主页兰州工业学院毕业设计（论文）题目 LED照明恒流驱动电源的设计系别电气工程系专业电气自动化技术班级电自09-1班姓名学号指导教师（职称）日期2012年2月27日摘要本次设计为LED的照明恒流驱动电源，系统大致分为五个模块：单片机控制模块、数模（D/A）转换模块、恒流源模块、模数（A/D）转换模块、显示模块。
单片机控制模块以单片机AT89S52为核心，通过键盘预置电流值，单片机输出相应的数字信号给D/A转换器，D/A转换器输出的模拟信号送到运算放大器，通过恒流源控制主电路电流大小。
实际输出的电流再通过采样电阻采样变成电压信号，经A/D转换后将信号反馈到单片机中。
单片机将反馈信号与预置值比较，根据两者间的差值调整输出信号大小。
显示模块采用LED显示屏与8255连接设计成10进制8位数码动态显示电路。
键盘模块采用常见4×4矩阵键盘，用动态扫描方式读取外部按键动作，这样设计可靠，配合AT89S52单片机可以很轻松的实现按键输入。
此外，本设计可实现输出电流100～1000mA且有步进调整功能。
关键词：单片机；键盘控制； D/A转换；恒流源； A/D转换；译码显示ABSTRACTThe design for the LED lighting constant current driver, the system can be divided into five modules: a single-chip control module, D / A( D / A ) conversion module, a constant current source module, module ( A / D ) conversion module, display module. Single chip control module on AT89S52 single-chip microcomputer as the core, through the keyboard to preset current value, the output of the single chip digital signal corresponding to the D / A converter, D / A converter output analog signal to the operational amplifier, through a constant-current source control main circuit current size. The actual output current through the sampling resistor sampling is changed into voltage signal, the A / D conversion signal feedback to the mcu. MCU feedback signal and the preset value will be compared, according to the difference between the two output signal for adjusting the size of. Display module using LED display screen and the 8255 connection is designed into 10 binary 8 bit digital dynamic display circuit. Keyboard module uses a common 4 x 4 matrix keyboard, using dynamic scanning mode to read the external button action, so the design of reliable, with AT89S52 MCU can easily achieve the key input. In addition, the design can realize the output current of 100 ~ 1000mA and step adjustment function.Key words: single chip microcomputer; keyboard control; D / A conversion; constant目录1 绪论 (1)1．1 引言 (1)1．2 LED发展现状及应用意义和前景 (1)1．2．1国内外应用及发展现状 (1)1．2．2 课题研究意义 (2)2 总体结构设计与论证 (4)3 硬件电路设计 (7)3．1 单片机模块的设计 (7)3．1．1 单片机的选择 (7)3．1．2 AT89S52单片机功能特性描述 (7)3．1．3 AT89S52引脚功能描述 (7)3．1．4 AT89S52基本连接图 (10)3．2 D/A与A/D电路设计 (10)3．2．1 D/A转换器 (10)3．2．2 A/D转换器 (12)3．3 显示模块设计 (14)3．3．1 显示模块方案论证 (14)3．3．2 LED显示器的工作原理 (14)3．3．3 显示模块电路 (16)3．4 键盘模块方案 (17)3．4．1 方案论证 (17)3．4．2 键盘模块的电路 (18)3．5 恒流源模块的设计 (19)3．6 稳压电源电路 (21)4 软件设计 (23)4．1 编程语言描述 (23)4．2 主程序流程图 (23)4．3键盘处理程序 (23)4．4 显示处理程序 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 绪论1．1 引言近年来，世界范围内的能源短缺和环境污染问题越来越严重，节能减排成为全世界共同关注的研究课题。
提高LED驱动电源寿命和可靠性的方法分析谢应然杨元凯佛山职业技术学院528137【摘要】由于电子元件在灯具设计中获得不断发展，人们更加注重在日程生活中的节能使用，因此在LED设备中正是体现节能这一特点，但目前我国在LED照明中还存在许多弊端，驱动电源使用寿命较短以及缺乏可靠性，因此本文就驱动器电源寿命以及可靠性进行分析探讨。
【关键词】电源；寿命；节能；特点1.前言由于科学技术水平不断提高，人们生活中出现的生活垃圾、电子垃圾、能源垃圾不断增多，随着生活环境不断的转换，能源垃圾日益增多，现在全国各地正在使用先进节能技术替代陈旧的白炽灯日用灯。
目前大多数是荧光灯具，但人们更注重的是灯具的耗电量以及它的使用寿命，虽然灯管具备节能的特点，但自身所含的汞很有可能会形成污染。
通过使用灯管较大节能特性，人们更加趋向节能环保这一方向，致使更多居民LED灯作为家庭用灯，结合新型技术的LED灯在使用过程中耗电量只有传统灯的10％-30%，可以为您节省70％以上的电费，光源绿色环保，生产中无有害铅、汞等污染元素，无辐射，对眼睛和皮肤无任何伤害。
通过对市场分析得出，LED灯市场销售量与往年销售量在不断增加，因此人们要重视LED灯具电源的使用寿命以及可靠性。
2.LED驱动电源寿命LED灯寿命短的根本原因就是驱动电路中的电子原件寿命远远低于LED的寿命。
相对于10万小时寿命和半永久寿命的半导体器件和无源元件来说，铝电解电容器是导致LED驱动电源寿命达不到要求的关键元件。
预算LED灯驱动电源寿命是要通过观察其内部元件消耗程度，以及寻找寿命较短元件。
对于大部分电气电源，同时也包含驱动电源，内部寿命较短元件最有可能是电解电容。
电解电容的寿命不足，主要原因是长时间工作时LED灯具内部的环境温度很高，导致铝电解电容的电解液很快被耗干，寿命大为缩短，一般只能工作5千小时左右。
而LED光源的寿命是5万小时，因此铝电解电容的工作寿命就成为了LED照明驱动电源寿命的短肋。
哈尔滨工业大学军用电器研究所翟国富胡泊张宾瑞王淑娟LED路灯恒流驱动电源输出电流的稳定性和一致性直接影响整个照明系统的可靠性，而恒流驱动电源中元器件的参数值受到内外部因素的干扰会造成电源输出电流的波动。
本文首先介绍了一种改进的可靠性容差设计方法，该方法将正交试验、均匀试验和回归分析等数学手段引入到可靠性容差设计的过程中。
1 引言由于电子电路中大量元器件的参数值在实际工作时会受加工分散性、外部环境和退化效应的影响而偏离标称值，造成电子电路的输出特性发生偏移，并且电路中有些元器件参数值的微小偏移会造成输出特性的剧烈变化。
电子电路中寄生参数的存在、输入特性的波动以及外界的电磁干扰也会对电子系统的稳定性产生影响。
电子线路的可靠性容差设计可以有效地解决以上问题，提高电子系统的可靠性。
本文研究的 LED 路灯恒流驱动电源是用于驱动串联型大功率 LED 路灯的专用电源，其可靠性直接影响着整个 LED 照明系统的可靠性。
LED 驱动电源的正向电流、工作电压及其所处的环境又会影响 LED 的光通量和寿命。
如果 LED 驱动电源的输出特性与设计要求之间的偏差在容许的范围内，则LED 照明装置仍能正常工作，否则将导致照明装置发生故障。
针对 LED 驱动电源进行基于 EDA 的可靠性容差设计能够实现电路性能与可靠性的并行分析与设计，最终得到影响电路性能的关键元器件及其容差设计方案。
针对电子线路进行可靠性设计吸引了很多学者的关注。
近年来，有学者采用均匀试验和正交试验等数学试验方法对开关电源控制电路和电子镇流器进行了参数优化设计。
这样可以在保证性能指标的前提下极大地提高电子电路的可靠性。
然而这些方法集中在电子线路的系统设计和参数设计上，并没有针对电路进行容差分析和设计。
可靠性容差分析方法包括蒙特-卡罗分析、最坏情况分析、区间分析和仿射分析等方法，由于这些方法都需要建立电路的数学模型，虽然可以对一些简单的电路进行容差分析，但涉及到较大规模的电子电路时则无能为力。
利用 EDA 强大的建模和计算功能对电子电路进行可靠性容差设计，可以较好地解决这个问题。
并且这种方法已经应用于铁路机车用混合接触器、司控器和滤波器等装置的容差设计中。
但是，这些方法只考虑到元器件的加工分散性，且仍存在工作量较大的问题。
本文首先在前人工作的基础上提出了考虑温度效应可靠性容差设计，充分采用正交试验，均匀试验和回归分析的数学手段，进一步改进了基于 EDA的可靠性容差设计方法。
通过对 LED 恒流驱动电源进行可靠性容差设计，一方面有利于控制电路输出特性的一致性;另一方面在保证电路可靠性指标的前提下，降低生产成本。
2 可靠性容差设计方法电路容差设计过程包括灵敏度分析，容差分析和容差分配。
通过灵敏度分析，可以找到影响输出特性的关键元器件;通过容差分析，可以得到各设计变量的偏差对输出特性的影响，并以此对容差分配方案进行检验;通过容差分配，可以将输出特性的允许偏差分配到各相关设计变量中，为各变量的设计提供依据。
最后，通过温度效应仿真来分析电子系统工作在宽温度范围内的可靠度。
2.1 基于正交试验的灵敏度分析电路灵敏度是指电路的输出特性对每个电路元器件参数的敏感程度。
通常采用相对灵敏度来判断因素对目标特性的影响程度，定义为电路输出特性的相对变化量与元器件参数的相对变化量之比[8]。
设f =f(x1,x2,…,xn)，f 为电路的输出特性，xi为电路的输入特性。
若x10,x20,…,xn0是 n 个元器件的参数中心值，那么相对灵敏度的数学表达式为当系统内部元器件较多时，灵敏度分析的工作量将会非常大，因此必须借助试验设计的方法来合理安排试验。
正交试验设计正是用于多因素试验的一种方法，它是从全面试验中挑选出部分有代表的点进行试验，这些点具有“均匀”和“整齐”的特点，具有很高的效率及广泛的应用。
在正交试验设计中，一般利用极差分析法来进行灵敏度分析。
2.2 基于均匀试验的容差分析容差分析最常用的方法是蒙特-卡罗分析。
其原理是当电路组成部分的参数服从某种分布时，由电路组成部分参数抽样值来分析电路性能参数偏差的一种统计分析方法。
这种方法的分析结果与实际情况最为接近，但其缺点是需要进行大量的试验。
容差分析过程中存在试验因素多、且每个因素水平较多的问题。
针对该问题可以利用均匀试验设计的方法来解决。
均匀试验设计相对于全面试验和正交试验设计的优点是大幅度地减少试验次数，缩短试验周期，同时又不失代表性。
本文采用均匀试验方法在容差分配方案空间中选取具有代表性的几组方案进行容差分析。
2.3 基于回归分析的容差方案选择设通过均匀试验得到 p 个灵敏元器件的 n 组观测数据其多元线性回归模型可表示为、本文通过求解回归系数矩阵，来拟合得到合格率与各相关设计变量之间的关系。
求出线性回归方程后，还需要对回归方程进行显著性检验，以检验相关变量之间是否存在显著的线性关系。
采用该关系即可得到符合要求的可靠性容差设计方案。
2.4 可靠性容差设计流程利用 EDA 仿真技术提出的新的可靠性容差设计方法的流程图如图 1 所示。
由流程图可知电子线路可靠性容差设计方法主要由以下两个过程组成：第一个过程为流程图中 1～3，主要是确定电路的性质及可靠度要求，并采用合适的 EDA 软件进行仿真。
第二个过程是流程图中 4～9，利用电子线路的 EDA 模型，采用蒙特-卡罗分析、正交试验、均匀试验和回归分析等数学方法进行容差分析和分配，最后得到容差设计结果。
若没有符合要求的容差分配方案，则需要执行 10 重新进行电路的参数设计。
图1 电子线路可靠性容差设计流程图3 LED 路灯恒流驱动电源的可靠性指标及建模3.1 LED 恒流驱动电源的工作原理LED 作为驱动电源的负载，经常需要几十个甚至上百个组合在一起构成发光组件。
LED 驱动器的类型以及 LED 负载的连接方式会直接关系到其可靠性和使用寿命。
应用单端反激式开关电源驱动串联的多个白光 LED 是一种很有价值的 LED 驱动方式。
其原理框图如图 2 所示。
该电路通过电流负反馈的方法实现输出电流的恒定。
U—前极整流输出电压 Rc，Cc，VDc—RCD 电路LED路灯恒流驱动电源输出电流的稳定性和一致性直接影响整个照明系统的可靠性，而恒流驱动电源中元器件的参数值受到内外部因素的干扰会造成电源输出电流的波动。
本文首先介绍了一种改进的可靠性容差设计方法，该方法将正交试验、均匀试验和回归分析等数学手段引入到可靠性容差设计的过程中。
3.2 LED 恒流驱动电源的可靠性指标本文中驱动电源负载采用的 LED 的额定前向驱动电流为 700mA。
这款 LED 光通量和前向电流的关系如下：在前向电流小于 700mA 时，这款 LED的光通量随着电流的增加而增加;前向驱动电流在达到 700mA 之后，电流继续增加，光通量将没有明显的变化，趋于饱和，但 LED 的热损耗将会急剧增加。
下面根据 LED 的要求给出该驱动电源的可靠性指标。
(1)输出电流波动范围：(700±15)mA。
(2)工作温度：−30～60℃。
(3)合格率要求：0.95。
3.3 LED 路灯恒流驱动电源建模基于 EDA 的电子线路可靠性容差设计的准确性取决于电路仿真模型的准确性。
本文采用 Pspice对该电路进行建模和仿真。
(1)变压器模型。
变压器是单端反激式驱动电源的关键元器件。
变压器中寄生参数的存在直接影响整个电路的工作可靠性。
考虑到变压器的等效电路模型可以准确地模拟变压器的寄生参数对驱动电源的影响，本文采用该方法对变压器进行建模。
设变压器铁心磁阻为 Rm，一、二次电压分别为U1、U2，一、二次电流分别是 i1、i2，一、二次匝比为 n1/n2，励磁电流为imp，于是根据式(3)～式(6)可以得到考虑励磁电感的变压器模型。
进一步变压器的考虑寄生电感、绕组损耗和铁心损耗后的模型如图 3 所示。
图中 Rac1和 Rac2为一、二次绕组寄生电阻，Ll1和 Ll2分别为一、二次寄生电感，Rf为变压器铁心损耗等效电阻，Lmp为一次励磁电感。
图3 变压器等效电路模型(2)元器件温度模型。
电子元器件(电阻、电容)的参数会随着温度的变化而变化。
元器件这种参数的变化可能导致电路输出信号的漂移，甚至会影响电路的正常工作。
例如在Pspice 中电阻器的简化温度效应模型见式(7)。
度系数、非线性温度系数和正常温度值(30℃)。
采用线性温度模型就可以较为准确地描述电阻和电容的温度效应。
稳压器TL431 则采用了线性和平方温度系数。
表1 列出各电路中所用元器件的温度系数。
(3)单端反激式。
LED 路灯恒流驱动电源的Pspice 模型如图 4 所示。
通过分别对比开关管漏极电流和漏源两极电压的仿真及试验波形可知，建立的 LED恒流驱动电源的模型可以很好地模拟实际电路的工作状态。
表1 各元器件的温度系数4 LED 路灯恒流驱动电源的可靠性容差设计采用上述可靠性容差设计方法对 LED 路灯恒流驱动电源进行可靠性容差设计的过程如下：(1)根据 LED 路灯恒流驱动电源的电路原理图确定电路中需要进行灵敏度分析的设计因素为19 个，每个因素取二水平，取值变化为 2%。
选用L20(219)正交表，做 20 次试验。
根据相对灵敏度的表达式计算得到各元器件的相对灵敏度的绝对值如图 5所示。
可见影响输出的关键元器件分别为：稳压产生电路中的三端稳压器 U12(TL431)及其相关的分压电阻 R11、R14，采样电阻Rs。
这四个关键元器件的相对灵敏度分别为：SR(U12)=+7.17mA，SR(Rs)=−6.10m，SR(R11)=+3.09mA，SR(R14)=−2.54mA。
(2)在上一步的灵敏度分析中，得到的四个关键元器中含有三个电阻和一个提供参考电压的稳压器。
通常取常用电阻精度 5%、2.5%、1%、0.5%、0.25%和 0.1%六个水平。
稳压器 U12的精度等级有0.5%、1%和 2%三个水平。
根据确定的因素及水平数，选择均匀设计表 U7(76)，根据其使用表，四因素时选择 1、2、3、6四列进行试验。
均匀试验因素选取及其水平见表2。
其他非关键的电阻元器件的精度都设置为 5%，非关键电容的精度都设置为20%。
图4 LED 路灯恒流驱动电源仿真模型图5 恒流驱动电路元器件相对灵敏度表2 均匀试验因素选取及其水平取均匀设计表一组容差分配方案，U12 精度±2%，Rs精度±2%，R14精度±1%，R11精度±0.1%，代入电路模型进行蒙特-卡罗分析，分析结果如图 6所示。
从统计直方图中可以看出，LED 驱动电路输出电流近似成正态分布，其平均值μ为 700mA，标准差σ为 14.441mA。
