LED照明系統(tǒng)工作原理及電路設(shè)計(jì)

1、 天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課題名稱 LED照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào) 8 班 級(jí) 通信S09-1 專 業(yè) 通信技術(shù) 所 在 系 電子技術(shù)系 指導(dǎo)教師 完成日期 2011.12.05 天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱： LED照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)完成期限：2011年10月31日至2011年12月5日姓 名 指導(dǎo)教師 專 業(yè) 通信技術(shù) 職 稱 副教授 所在系 電子技術(shù) 系 主 任 接受任務(wù)日期 2011.10.31 批準(zhǔn)日期 一、 原始依據(jù)（資料）：隨著人類的進(jìn)步，照明經(jīng)歷了火焰照明，白熾燈照明，熒光燈類照明，LED照明。LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)

2、注。LED是近些年出現(xiàn)的固體光源，隨LED制造工藝不斷進(jìn)步和新材料的開發(fā)應(yīng)用，白光LED光源不斷完善，已進(jìn)入試用階段。LED照明較其他照明比較，具有壽長(zhǎng)，節(jié)能高效，易控制，不污染環(huán)境，LED照明普及推廣時(shí)照明發(fā)展的必然趨勢(shì)，將對(duì)人類生活做出較大貢獻(xiàn)。二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容和要求：設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. LED發(fā)展史及LED應(yīng)用現(xiàn)狀，并與其他照明比較。2. LED結(jié)構(gòu)和工作原理。3. LED光學(xué)特性，電學(xué)特性，熱學(xué)特性等性能參數(shù)。4. LED照明系統(tǒng)工作原理。5. LED照明電路設(shè)計(jì)。6. LED照明應(yīng)用。設(shè)計(jì)要求：1. AC220V供電。2. 效率90。3. 采用新型LED驅(qū)動(dòng)集成電路。4. 電路設(shè)計(jì)合

3、理，可靠性高。5. 參照并符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。三、建議查閱的技術(shù)資料：LED制造技術(shù)與應(yīng)用 陳元燈 電子工業(yè)出版社半導(dǎo)體照明技術(shù) 方志烈 電子工業(yè)出版社LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)實(shí)例 周志敏，紀(jì)愛華 電子工業(yè)出版社LED照明設(shè)計(jì)應(yīng)用 李農(nóng)，楊燕 科學(xué)出版社天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁(yè)號(hào)（1）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽字12011.10.31-2011.11.10熟練掌握畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，熟悉設(shè)計(jì)課題的內(nèi)容、要求與指標(biāo)，查閱相關(guān)資料，結(jié)合任務(wù)書，撰寫開題報(bào)告。按時(shí)完成22011.11-2011.11.21確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行方案論證，并列出具體元器件表。使用

4、軟件仿真調(diào)試、并繪制印刷電路板。按時(shí)完成32011.11.21-2011.11.28分組按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電路的組裝按時(shí)完成42011.11.28-2011.12.25進(jìn)行整體電路的焊接調(diào)試。按時(shí)完成52011.12.26-2012.1.8撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，準(zhǔn)備答辯資料。按時(shí)完成67系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組審閱意見：系主任簽字：年 月 日天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁(yè)號(hào)（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目LED照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)學(xué)生姓名暴瑞虎系別電子技術(shù)專業(yè)、班級(jí)通信S09-1指導(dǎo)教師齊連運(yùn)職稱副教授工作單位天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院指導(dǎo)教師職稱工作單位實(shí)踐地點(diǎn)天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院交

5、表日期2011.12.5畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告內(nèi)容要求：課題的意義、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。課題的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究手段、研究步驟。課題所需的參考書目等。課題意義：我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)起步于1970年代，90年代后期高亮度LED產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。2003年科技部啟動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程，同時(shí)推動(dòng)國(guó)家半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)，共建成大連光產(chǎn)業(yè)園、上海張江高科技園、南昌聯(lián)創(chuàng)光電科技園、廈門開元科技園、北京亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)和深圳光明高新區(qū)六個(gè)產(chǎn)業(yè)基地。我國(guó)現(xiàn)有LED企業(yè)600余家，企業(yè)主要集中在下游封裝和應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)從事LED上游外延片和中游芯片的企業(yè)大約在10余家。2005年中國(guó)半導(dǎo)體照明LED銷量

6、達(dá)11.7億個(gè)，同比增長(zhǎng)49%，其中在汽車用和室內(nèi)LED燈飾市場(chǎng)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，分別增長(zhǎng)了53%和133%。交通指示燈和景觀照明是我國(guó)半導(dǎo)體照明最主要的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，這使得紅光LED成為我國(guó)銷量最大的產(chǎn)品。而LED在汽車應(yīng)用中逐漸由內(nèi)飾、第三剎車燈轉(zhuǎn)向霧燈、車大燈的應(yīng)用，使得白光LED增長(zhǎng)速度最快，達(dá)到112%。我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)實(shí)力不強(qiáng)，仍處于起步階段，企業(yè)規(guī)模普通偏小。但LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)引起了國(guó)家的高度重視，國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要將半導(dǎo)體照明產(chǎn)品明確列為重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題，提出重點(diǎn)研究高效節(jié)能、長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品。國(guó)家發(fā)展改革委業(yè)已啟動(dòng)了十大重點(diǎn)節(jié)能工程，提出十一

7、五期間將實(shí)現(xiàn)節(jié)約2.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能目標(biāo)，其中綠色照明是重要一個(gè)方面。在整個(gè)照明領(lǐng)域，我國(guó)是世界照明電器第一大生產(chǎn)國(guó)、第二大出口國(guó)，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)有很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，因此未來(lái)我國(guó)LED將面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇。天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁(yè)號(hào)（1）課題研究：當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。 中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LE

8、D芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前，中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。2007年中國(guó)LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為L(zhǎng)ED全彩顯示屏、太陽(yáng)能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國(guó)，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。參考書目：1周志敏，紀(jì)愛華 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)實(shí)例M 電子工業(yè)出版社 2008.82李農(nóng)，楊燕 LED照明設(shè)計(jì)與應(yīng)用M 科學(xué)出版社 2009.103 方志烈 半導(dǎo)體照明技術(shù)M 電子工業(yè)出版社 2009.54 李春茂 LED結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用技術(shù)M 機(jī)械工業(yè)出

9、版社 2010.11.15 陳元燈 LED制造技術(shù)與應(yīng)用M 電子工業(yè)出版社 2007.7指導(dǎo)教師審核意見：簽字：年 月 日系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組審閱意見：系主任簽字：年 月 日天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁(yè)號(hào)（2）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）系別電子技術(shù)系專業(yè)班級(jí)通信S09-1姓名班級(jí)學(xué)號(hào)8畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：LED照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總評(píng)成績(jī)：系主任簽字：年 月 日天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處LED照明驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)摘要發(fā)光二極管（Light Emitting Diode,LED）是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的一種新型固態(tài)光源。LED的

10、迅速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，將引發(fā)照明領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。 LED具有環(huán)保性好，使用壽命長(zhǎng)，單色性好，色彩鮮艷豐富，體積小，重量輕，響應(yīng)速度快，發(fā)光效率高，能量消耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前，LED在景觀照明等一些應(yīng)用中大多利用交流市電電源供電。LED的發(fā)展和應(yīng)用的目標(biāo)是取代白熾燈等傳統(tǒng)光源，LED應(yīng)用照明領(lǐng)域的能源仍然主要來(lái)自于電網(wǎng)。我國(guó)的市電電源是220V/50HZ,國(guó)際通用交流線路為85265V,50/60HZ。由于LED要求在直流低電壓下工作，采用市電電源供電，則需要通過適當(dāng)?shù)碾娐吠負(fù)?，也就是LED驅(qū)動(dòng)電路將其轉(zhuǎn)換為符合LED工作要求的直流電源?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的一般思路是先將220V的高壓電通過一個(gè)變壓器，

11、使其變成低電壓的交流電。在通過一個(gè)橋式整流電路，把交流電轉(zhuǎn)換成直流電。在整流橋后并上兩電容，一個(gè)是平滑電容，濾除剩余的交流電，一個(gè)是高頻旁路電容，濾除高頻分量。這樣就留下所需的低壓直流電。后面可根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，連上不同的芯片，實(shí)現(xiàn)所需要的功能。如恒壓，恒流，反饋，溫度補(bǔ)償?shù)取?關(guān)鍵詞：發(fā)光二級(jí)管；照明；直流電；低電壓；驅(qū)動(dòng)電路目錄緒論1一、LED發(fā)展前景及應(yīng)用11.發(fā)展現(xiàn)狀12.應(yīng)用領(lǐng)域2（1）信號(hào)指示應(yīng)用2（2）顯示應(yīng)用:2（3）照明應(yīng)用:2二、LED的發(fā)光原理，基本結(jié)構(gòu)及特性31.LED的發(fā)光原理及基本結(jié)構(gòu)32.LED的伏安特性33.LED的光學(xué)特性54.LED的熱學(xué)特性75.電的特性76

12、.LED照明優(yōu)勢(shì)87極限參數(shù)的意義8三、常用的LED驅(qū)動(dòng)電路91.傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路介紹92.電容降壓LED驅(qū)動(dòng)電路介紹103.我的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)12引腳功能描述14電路原理描述154.我的LED燈泡155.LED的性能分析16四、LED照明應(yīng)用161.LED景觀照明162.LED汽車燈飾173.LED驅(qū)動(dòng)電源18五、心得體會(huì)18六、謝辭19七、參考文獻(xiàn)19緒論發(fā)展半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)具有重大的戰(zhàn)略意義，其具體如下：1，節(jié)約能源，推動(dòng)環(huán)保。本亞泰中研信息咨詢有限公司的報(bào)告針對(duì)世界能源危機(jī)，照明節(jié)能是實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能的有效途徑。我國(guó)是僅次于美國(guó)的第二發(fā)電大國(guó)，在我國(guó)2004年發(fā)電量2.19萬(wàn)億度中約有

13、12%用于照明，到2010年照明用電將達(dá)到3500億度。專家預(yù)測(cè)，2015年后，我國(guó)半導(dǎo)體照明年節(jié)電將超過三峽電站全年的發(fā)電量。我國(guó)的電力生產(chǎn)80%為火力發(fā)電，燃燒大量的原煤和石油，產(chǎn)生大量的粉塵和二氧化碳、二氧化硫等氣體，環(huán)境污染嚴(yán)重，通過半導(dǎo)體照明的應(yīng)用可以減少電力使用及少污染物的排放;同時(shí)，半導(dǎo)體照明本身易于回收，沒有汞等有害污染問題。2，提升傳統(tǒng)照明產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。中國(guó)是世界照明電器生產(chǎn)和出口大國(guó)，2003年產(chǎn)值超過1000億元，出口創(chuàng)匯54億美元。但我國(guó)照明工業(yè)大而不強(qiáng)，主要做低端產(chǎn)品，利潤(rùn)率低，缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。通過半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以提升我國(guó)照明產(chǎn)品的技術(shù)含量和附

14、加值，提高國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。半導(dǎo)體照明已廣泛應(yīng)用于景觀裝飾照明、背光源、大屏幕顯示、交通信號(hào)、汽車等各類運(yùn)輸工具照明、軍用照明及旅游、輕工產(chǎn)品等特殊照明領(lǐng)域。將繼續(xù)帶動(dòng)信息顯示、汽車產(chǎn)業(yè)、家電產(chǎn)業(yè)、建筑行業(yè)、輕工行業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)。專家預(yù)測(cè)，我國(guó)在2005至2015年間，半導(dǎo)體白光照明將累計(jì)創(chuàng)造1500億元產(chǎn)值。3，增加就業(yè)機(jī)會(huì)，為國(guó)防現(xiàn)代化做貢獻(xiàn)。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)密集和勞動(dòng)密集型雙重特點(diǎn)，非常適合我國(guó)的國(guó)情，可以充分發(fā)揮我國(guó)勞動(dòng)力資源優(yōu)勢(shì)。專家預(yù)測(cè)，我國(guó)在2005-2015年期間，半導(dǎo)體照明將解決100萬(wàn)人口就業(yè)。半導(dǎo)體照明由于具有體積小、壽命長(zhǎng)、效率高、低電壓、使用安全、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，已被各

15、國(guó)首先用于國(guó)防、軍事用途。在我國(guó)，利用固態(tài)照明燈具優(yōu)勢(shì)的潛力很大，可使國(guó)防的所有裝備長(zhǎng)備不懈，所有的指揮所徹夜長(zhǎng)明，保證我國(guó)強(qiáng)大的國(guó)防力量。 一、LED發(fā)展前景及應(yīng)用1.發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。 中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，中

16、國(guó)發(fā)展得比較快的LED企業(yè)很多：雷士照明、長(zhǎng)方照明、華威凱德。在“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”的推動(dòng)下，形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳和石家莊七個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。長(zhǎng)三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。 目前，中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好，外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。2007年中國(guó)LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過300億元，已成為L(zhǎng)ED全彩顯示屏、太陽(yáng)能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國(guó)，新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。國(guó)內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色，其中戶外照明發(fā)展最快，已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)

17、了幾十條示范道路，但在室內(nèi)通用照明市場(chǎng)方面仍顯落后。 2008年北京奧運(yùn)會(huì)對(duì)LED照明的集中展示讓人們對(duì)LED有了全新的認(rèn)識(shí)，有力推動(dòng)了中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，核心競(jìng)爭(zhēng)力仍有待于進(jìn)一步提升。對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)而言，壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是首要任務(wù)，提高未來(lái)取得大廠專利授權(quán)時(shí)的要價(jià)能力，或逐步通過研發(fā)突破核心專利。2.應(yīng)用領(lǐng)域（1）信號(hào)指示應(yīng)用:信號(hào)照明是LED單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個(gè)領(lǐng)域，約占LED應(yīng)用市場(chǎng)的4%左右。 （2）顯示應(yīng)用:指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。 （

18、3）照明應(yīng)用: 便攜燈具:手電筒、頭燈、礦工燈、潛水燈等； 汽車用燈:高位剎車燈、剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈等，大功率的LED已被大量用于汽車照明中。 特殊照明:太陽(yáng)能庭院燈、太陽(yáng)能路燈、水底燈等；由于LED尺寸小，便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。 背光照明:普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等，LED作為手機(jī)顯示的背光源是LED應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。 投影光源:投影儀用RGB光源； 普通照明:各類通用照明燈具、照明光源等； 驅(qū)動(dòng)方案一般來(lái)說有兩種: 線性驅(qū)動(dòng)和開關(guān)型驅(qū)動(dòng)。二、LED的發(fā)光原理，基本結(jié)構(gòu)及特性1.LED的發(fā)光原理及基本

19、結(jié)構(gòu)50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密。LED結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 圖2-1發(fā)光二極管的構(gòu)造圖發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電

20、致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。2.LED的伏安特性LED的伏安特性是流過PN結(jié)的電流隨施加到PN結(jié)兩端上的電壓變化的特性，它是衡量PN結(jié)性能的主要參數(shù)，是PN結(jié)制作得優(yōu)劣的重要標(biāo)志。完整的LED伏安特性包含正向和反向特性兩個(gè)方面。與普通整流二極管一樣，LED同樣具有單向?qū)щ娦院头蔷€性特性。LED的伏安特性曲線可以劃分為正向特性， 反向特性和反向擊穿區(qū)三個(gè)區(qū)。正向特性區(qū)，在LED兩端加以正向電壓，就產(chǎn)生正向電流。但是，當(dāng)這個(gè)電壓比較小的時(shí)候，

21、由于外部電場(chǎng)還不足以克服內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)所造成的阻力，因此，當(dāng)LED的電流很小，LED呈現(xiàn)的電阻較大。當(dāng)LED兩端的電壓超過一定數(shù)值（這個(gè)數(shù)值通常稱為死區(qū)電壓）以后，內(nèi)部電場(chǎng)被大大削弱，LED的電阻變得很小，電流于是增長(zhǎng)得很快。反向特性區(qū)，當(dāng)LED外加反向電壓時(shí)，由于P型半導(dǎo)體中還存在著少數(shù)自由電子，在N型半導(dǎo)體中也還存在著少數(shù)空穴，這些少數(shù)載流子在反向電壓作用下很容易通過PN結(jié)，因此形成反向電流。反向電流有兩個(gè)特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn)是它隨溫度升高增長(zhǎng)得很快，第二是只要外加的反向電壓在一定范圍內(nèi)，反向電流不隨反向電壓變化，在這種情況下的反向電流被稱為反向飽和電流。反向電流是LED的一個(gè)重要參

22、數(shù)。反向電流越小，說明LED單向?qū)щ娦阅茉胶?。反向擊穿區(qū)，當(dāng)LED的反向電壓增加到一定數(shù)值后，反向電流急劇增大，出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象，這個(gè)電壓叫做反向擊穿電壓。由于LED所用的材料種類不同，反向擊穿電壓也不一樣。圖2-2 LED的伏安特性曲線3.LED的光學(xué)特性作為照明用的電光源的光譜引進(jìn)應(yīng)盡可能的與太陽(yáng)光的光譜相接近。一般的評(píng)判方法是評(píng)判光源與白光的接近程度，即顯色性。圖2-3在海平面上的太陽(yáng)的可見光光譜可以看到這個(gè)光譜與6500K的黑體輻射的光譜基本相同，其差異部分是太陽(yáng)光給太陽(yáng)上的化學(xué)元素吸收以及經(jīng)過大氣層時(shí)被吸收掉的部分。 要想讓LED發(fā)出的光譜能夠與太陽(yáng)光相近，需要利用三基色原理將紅、綠

23、、藍(lán)三種光通過合適的比例混合成“白光”。 一般的白光LED的實(shí)現(xiàn)方法是在藍(lán)色LED表面涂黃色熒光粉來(lái)獲得所謂的白光，這種白光LED的光譜特性如圖2-4.圖2-4白光LED光譜 很明顯，這種“白光”LED帶有強(qiáng)烈的令人討厭的藍(lán)光，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能會(huì)感到不適。因此也可以利用紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED組和獲得白光LED。圖2-5利用紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED組和獲得白光LED 很顯然，如圖2-5的顯色性優(yōu)于圖2-4的顯色性，但使用三種單色LED組合成圖2-3的光譜特性相對(duì)利用藍(lán)光LED附加熒光粉的方法要復(fù)雜的多，而且一旦工作條件稍有改變，其光譜特性就會(huì)隨之改變。不同色溫的LED的光譜特性也不相同

24、，圖2-6為CREE公司的不同色溫白光LED的光譜特性。圖2-6 CREE公司的不同色溫白光LED的光譜特性與白熾燈和熒光燈相比，1顆LED發(fā)出的光比較少，所以需要使用多顆LED。同時(shí)，由于LED的發(fā)光面積小，亮度高，人眼直視的話很容易眩暈。為了降低亮度，需要使用擴(kuò)散板。但是，使用擴(kuò)散板的話，光向各個(gè)方向發(fā)散，降低了光的效率。 LED、白熾燈、熒光燈的配光分布各不相同。所謂配光分布是指光源的方向以及各方向的發(fā)光強(qiáng)度。即使是相同光束的光源，如果配光分布不同，照度分布也會(huì)不同。有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)本來(lái)想要照射的地方照度減小，其余部分反而照度增加的情況。 要減少光的浪費(fèi)，控制配光分布，需要使用透鏡和反光鏡。

25、LED本身就具有發(fā)光面積小、光的放射范圍在半球內(nèi)、配光分布旋轉(zhuǎn)對(duì)稱等優(yōu)點(diǎn)，再加上透鏡和反光鏡，就能構(gòu)成一個(gè)好的光源。 其他在光源屬性中，還有光譜。LED的發(fā)光光譜集中在特定波長(zhǎng)的一個(gè)很窄的范圍，不放射紅外線。因此，在不想使照射物變熱的時(shí)候，使用LED較好。但是，LED自身會(huì)發(fā)熱，所以需要注意防止其導(dǎo)熱。另外還需要注意，熒光粉類型的LED，溫度變化，色溫也會(huì)隨之變化。4.LED的熱學(xué)特性LED的光學(xué)參數(shù)與PN結(jié)結(jié)溫有很大的關(guān)系。一般工作在小電流IfLED的主波長(zhǎng)隨溫度關(guān)系可表示為：p=0+Tg0.1nm/ 由式可知，每當(dāng)結(jié)溫升高10，則波長(zhǎng)向長(zhǎng)波漂移1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。這對(duì)于作為

26、照明用的燈具光源要求小型化、密集排列以提高單位面積上的光強(qiáng)、光亮度的設(shè)計(jì)尤其應(yīng)注意用散熱好的燈具外殼或?qū)ｉT通用設(shè)備、確保LED長(zhǎng)期工作。雖然LED發(fā)熱很少，但是由于LED照明中，需要使用多顆數(shù)瓦級(jí)的LED，所以就會(huì)產(chǎn)生很高的熱量。雖然LED效率比較高，但是高效率僅支持在微小電流中的運(yùn)行。大電流、高溫狀態(tài)下，效率較低。 另外，熒光粉型的LED，在轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)的時(shí)候會(huì)損失能量，從而產(chǎn)生熱量。持續(xù)高溫就會(huì)導(dǎo)致LED芯片、熒光粉、封裝樹脂壽命降低。因此，為了使LED的“高效率”、“長(zhǎng)壽命”的優(yōu)勢(shì)保持下去，就必須控制LED的結(jié)溫。 5.電的特性 LED電源與白熾燈、熒光燈有很大的區(qū)別。白熾燈可以直接連接到2

27、20V的交流電上。熒光燈雖然有鎮(zhèn)流器和轉(zhuǎn)換開關(guān)，但也使用220V的交流電。而LED的電源則需要直流的恒定電流，所以需要將220V的交流轉(zhuǎn)換為直流。電源的效率不高將直接影響到整個(gè)照明燈具的效率，因此提高電源效率對(duì)于提高LED照明效率來(lái)說顯得尤為重要。 調(diào)節(jié)LED光的方法主要有兩種。一種是改變恒定電流，一種是改變脈沖調(diào)制。LED是電子與空穴再結(jié)合時(shí)發(fā)光，光束依賴于電流。電流小的情況下，光束和電流基本是成正比的，但當(dāng)LED電流增大，熱量隨之增大，導(dǎo)致發(fā)光效率變低，光束和電流就不成正比了。 在改變脈沖占空比的方法中，由于Talbot-Plateau 效應(yīng)（反復(fù)接受瞬間閃光后，人眼會(huì)感受到反復(fù)時(shí)間內(nèi)的平

28、均亮度），可以根據(jù)脈沖占空比改變亮度。 6.LED照明優(yōu)勢(shì)（1）體積小LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常小，非常輕。 （2）耗電量低LED耗電相當(dāng)?shù)?，直流?qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近30%。一般來(lái)說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A；這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。 （3）使用壽命長(zhǎng)有人稱LED光源為長(zhǎng)壽燈。它為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢褂脡勖蛇_(dá)6萬(wàn)到10萬(wàn)小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)

29、10倍以上。 （4）高亮度、低熱量LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。 （5）環(huán)保LED是由無(wú)毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí)LED也可以回收再利用。光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。 （6）堅(jiān)固耐用LED被完全封裝在環(huán)氧樹脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，使得LED不易損壞。（7）多變幻LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256256256=種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種

30、圖像。（8）技術(shù)先進(jìn)與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品。它成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光源 “高新尖”技術(shù)，具有在線編程、無(wú)限升級(jí)、靈活多變的特點(diǎn)。7極限參數(shù)的意義 （1）允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。 （2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。超過此值可損壞二極管。 （3）最大反向電壓VRm：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。 （4）工作環(huán)境topm:發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低

31、于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。 不改變材質(zhì)的前提下，在LED的極限范圍內(nèi)，提高亮度的手段就是提高電流，隨著電流升高，LED發(fā)熱量會(huì)劇增。使用過LED光源便攜投影機(jī)的，或微投的朋友，一定都深有體會(huì)，LED光源的投影機(jī)，非常熱，而且普遍會(huì)有明顯的噪音。這些產(chǎn)品，機(jī)身小是一方面，關(guān)鍵還是其自身發(fā)熱量較大所致。 隨著功率的增加，LED的散熱問題顯得越來(lái)越突出，大量實(shí)際應(yīng)用表明，LED不能加大輸入功率的基本原因，是由于LED在工作過程中會(huì)放出大量的熱，使管芯結(jié)溫迅速上升，熱阻變大。輸入功率越高，發(fā)熱效應(yīng)越大。溫度的升高將導(dǎo)致器件性能變化與衰減，非輻射復(fù)合增加，器件的漏電流增

32、加，半導(dǎo)體材料缺陷增長(zhǎng)，金屬電極電遷移，封裝用環(huán)氧樹脂黃化等等，嚴(yán)重影響LED的光電參數(shù)。甚至使功率LED失效。因此，對(duì)于LED器件，降低熱阻與結(jié)溫、對(duì)發(fā)光二極管的熱特性進(jìn)行研究顯得日趨重要。三、常用的LED驅(qū)動(dòng)電路 1.傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路介紹LED 驅(qū)動(dòng)電路除了要滿足安全要求外，另外的基本功能應(yīng)有兩個(gè)方面，一是盡可能保持恒流特性，尤其在電源電壓發(fā)生15的變動(dòng)時(shí)，仍應(yīng)能保持輸出電流在10的范圍內(nèi)變動(dòng)。二是驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)保持較低的自身功耗，這樣才能使LED 的系統(tǒng)效率保持在較高水平。傳統(tǒng)的低效率電路：圖3-1是傳統(tǒng)的低效率電路，電源通過降壓變壓器降壓；橋式整流濾波后，通過電阻限流來(lái)使3 個(gè)LED 穩(wěn)

33、定工作，這種電路的致命缺點(diǎn)是：圖3-1傳統(tǒng)的低效率電路電阻R 的存在是必須的，R 上的有功損耗直接影響了系統(tǒng)的效率，當(dāng)R 分壓較小時(shí)，R 的壓降占總輸出電壓的40，輸出電路在R 上的有功損耗已經(jīng)占40，再加上變壓器損耗，系統(tǒng)效率小于50。當(dāng)電源電壓在10的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，流過LED 的電流變化將25，LED 上的功率變化將達(dá)到30。當(dāng)R 分壓較大時(shí)，在電源電壓在10的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，雖說能使輸出到LED 的功率變化減少，但系統(tǒng)效率將更低。圖3-2 是在圖3-1 的基礎(chǔ)上加了一個(gè)集成穩(wěn)壓元件MC7809，使輸出端的電壓基本穩(wěn)定在9V，限流電阻R 可用得很小也不會(huì)因?yàn)殡娫措妷旱牟环€(wěn)定造成LED 的超載

34、。 圖3-2 改進(jìn)后的傳統(tǒng)電路但是此電路除了保證LED 的基本恒定輸出外，效率還是很低的。因?yàn)镸C7809 和R1 上的壓降仍占很大比例，其效率僅為40左右。上述這類電路的應(yīng)用，系統(tǒng)總的每瓦輸出流明僅為20lm/W25lm/W，是根本不能稱為節(jié)能的照明產(chǎn)品的。為了達(dá)到既能使LED 穩(wěn)定工作，又能保持高的效率，應(yīng)采用低功耗的限流元件和電路來(lái)使系統(tǒng)效率提高。圖3-3是采用集成恒流源NUD4001 的LED 驅(qū)動(dòng)電路，這一電路的顯著特點(diǎn)是當(dāng)電源電壓在15的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出波動(dòng)1，可稱為恒功率驅(qū)動(dòng)電路，另外這一IC 電路可在很低的串聯(lián)分壓下工作（即1 腳與輸出的各引腳之間的電壓在2.8V 時(shí)尚能工作

35、），所以可保證在幾乎恒功率輸出的情況下，保持1 腳與輸出引腳之間的電壓在2.8V 左右就能使系統(tǒng)效率達(dá)70左右。這一IC 電路的輸入電源可采用工頻交流，但最好采用鹵鎢燈電子變壓器作為前級(jí)，這樣能保證諧波和電源端子干擾都符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)電子變壓器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)類電器的隔離 ，絕緣輸出時(shí)，圖3-3電路可用于類燈具中，并且輸出端可以做成可觸及式。 圖3-3 進(jìn)一步改進(jìn)的電路 2.電容降壓LED驅(qū)動(dòng)電路介紹電容降壓的工作原理并不復(fù)雜。他的工作原理是利用電容在一定的交流信號(hào)頻率下產(chǎn)生的容抗來(lái)限制最大工作電流。例如，在50Hz的工頻條件下，一個(gè)1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為3180歐姆。當(dāng)220V的交流電壓加在

36、電容器的兩端，則流過電容的最大電流約為70mA。雖然流過電容的電流有70mA，但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，應(yīng)為如果電容是一個(gè)理想電容，則流過電容的電流為虛部電流，它所作的功為無(wú)功功率。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們?nèi)绻谝粋€(gè)1uF的電容器上再串聯(lián)一個(gè)阻性元件，則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產(chǎn)生的功耗完全取決于這個(gè)阻性元件的特性。例如，我們將一個(gè)110V/8W的燈泡與一個(gè)1uF的電容串聯(lián)，在接到220V/50Hz的交流電壓上，燈泡被點(diǎn)亮，發(fā)出正常的亮度而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?10V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA，它與1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。同理，我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF

37、電容串聯(lián)接到220V/50Hz的交流電上，燈泡同樣會(huì)被點(diǎn)亮，而不會(huì)被燒毀。因?yàn)?W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此，電容降壓實(shí)際上是利用容抗限流。而電容器實(shí)際上起到一個(gè)限制電流和動(dòng)態(tài)分配電容器和負(fù)載兩端電壓的角色。采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路，由于其具有體積小成本低電流相對(duì)恒定等優(yōu)點(diǎn)，也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動(dòng)電路中。圖3-4為一個(gè)實(shí)際的采用電容降壓的LED驅(qū)動(dòng)電路：請(qǐng)注意，大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管，建議連接上，因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間( 如雷電大用電設(shè)備起動(dòng)等 )有效地將突變電流泄放，從而保護(hù)二級(jí)關(guān)和其它晶體管，它們的響

38、應(yīng)時(shí)間一般在微毫秒級(jí) 。圖3-4 電容壓降電路 電路工作原理：電容C1的作用為降壓和限流：大家都知道，電容的特性是通交流隔直流，當(dāng)電容連接于交流電路中時(shí)，其容抗計(jì)算公式為： XC = 1/2f C 式中，XC 表示電容的容抗f 表示輸入交流電源的頻率C 表示降壓電容的容量。流過電容降壓電路的電流計(jì)算公式為： I = U/XC 式中I表示流過電容的電流U 表示電源電壓XC 表示電容的容抗在220V50Hz的交流電路中，當(dāng)負(fù)載電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于220V時(shí)，電流與電容的關(guān)系式為： I = 69C 其中電容的單位為uF，電流的單位為mA下表為在220V50Hz的交流電路中理論電流與實(shí)際測(cè)量電流的比較表3-1

39、理論電流與實(shí)際電流的比較 電阻R1為泄放電阻，其作用為：當(dāng)正弦波在最大峰值時(shí)刻被切斷時(shí)，電容C1上的殘存電荷無(wú)法釋放，會(huì)長(zhǎng)久存在，在維修時(shí)如果人體接觸到C1的金屬部分，有強(qiáng)烈的觸電可能，而電阻R1的存在，能將殘存的電荷泄放掉，從而保證人機(jī)安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān)，一般電容的容量越大，殘存的電荷就越多，泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：表3-2 C1與R1的取值選擇D1 D4的作用是整流，其作用是將交流電整流為脈動(dòng)直流電壓。C2C3的作用為濾波，其作用是將整流后的脈動(dòng)直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓。壓敏電阻( 或瞬變電壓抑制晶體管 )的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對(duì)地泄放

40、掉，從而保護(hù)LED不被瞬間高壓擊穿。LED串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷? Vf )而定，在220V AC電路中，最多可以達(dá)到80個(gè)左右。組件選擇：電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值，在220V,50Hz的交流電路中時(shí)，可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。D1D4 可以選擇IN4007。濾波電容C2C3的耐壓根據(jù)負(fù)載電壓而定，一般為負(fù)載電壓的1.2倍。其電容容量視負(fù)載電流的大小而定。3.我的LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的是一個(gè)輸出恒定電壓10.5V（3個(gè)LED串聯(lián)），恒定電流350mA的驅(qū)動(dòng)電路，電路原理圖如圖3-5所示。圖3-5我的電路原理圖表3-3電路的材料清單序號(hào)編號(hào)名稱規(guī)格

41、數(shù)量備注1F1保險(xiǎn)絲電阻10歐 2W1保險(xiǎn)作用2RV壓敏電阻470千歐13整流橋1把交流電轉(zhuǎn)換成直流電4C1電容1nF 630V15L1電感2.53uH16C2鋁電解電容4.7uF 400V1與C1，L1一起，起濾波作用7R1,R2電阻470千歐28Y1Y電容2.2nF 250VAC1安全規(guī)范作用9變壓器1把高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓10C3電容1nF 200V111D1二極管113芯片PR LNK605DG114C4電容1uF 25v115R3電阻24.9千歐116R4電阻4.87千歐117D2穩(wěn)壓二級(jí)管118C5鋁電解電容10uF 16V119R5電阻4.7千歐1芯片LNK605DG引腳和功能描述

42、，芯片的外形和引腳分布如圖3-6圖3-6芯片LNK605DG的外形和引腳分布引腳功能描述漏極(D)引腳：功率MOSFET的漏極連接點(diǎn)。在開啟及穩(wěn)態(tài)工作時(shí)提供內(nèi)部操作電流。旁路/多功能可編程（BP/M）引腳： 一個(gè)外部旁路電容連接到這個(gè)引腳，用于生成內(nèi)部6 V的供電電源。反饋(FB)引腳：在正常操作下，功率MOSFET的開關(guān)由此引腳控制。該引腳可以檢測(cè)偏置繞阻上的AC電壓。這個(gè)控制引腳可以根據(jù)偏置繞組的反激電壓來(lái)調(diào)節(jié)恒壓模式下的輸出電壓以及恒流模式下的輸出電流。內(nèi)部電感校正電路使用偏置繞組上的正向電壓來(lái)檢測(cè)大容量電容的電壓。源極（S）引腳：該引腳內(nèi)部連接到MOSFET的源極，用于高壓功率的返回節(jié)

43、點(diǎn)及控制電路的參考點(diǎn)。功能描述：該芯片在一個(gè)器件上集成了一個(gè)高壓功率MOSFET開關(guān)及一個(gè)電源控制器。它使用開關(guān)控制方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。此外，還會(huì)對(duì)開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)制，以調(diào)節(jié)輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)恒流特性。該芯片控制器包括一個(gè)振蕩器、反饋（檢測(cè)及邏輯）電路、6 V穩(wěn)壓器、過熱保護(hù)、頻率抖動(dòng)、電流限流電路及前沿消隱功能、電感校正電路、用于恒流調(diào)節(jié)的頻率控制以及用于恒壓控制的開關(guān)狀態(tài)調(diào)節(jié)器。電感校正電路：在初級(jí)勵(lì)磁電感過高或過低時(shí)，轉(zhuǎn)換器將通過調(diào)節(jié)振蕩器頻率自動(dòng)對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償。由于這個(gè)控制器用于在非連續(xù)導(dǎo)通模式下工作，因此輸出功率與設(shè)定初級(jí)電感直接成正比，并可通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率對(duì)其容差進(jìn)行完全補(bǔ)償。恒流(C

44、C)工作方式：隨著輸出電壓的升高以及由此引起的偏置繞組上反激電壓的升高，反饋引腳電壓也將升高。反饋引腳電壓升高時(shí)，會(huì)對(duì)開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，以提供恒流輸出調(diào)節(jié)。恒流電路與電感校正電路可以在恒流區(qū)域內(nèi)同時(shí)工作。恒壓(CV)工作方式：當(dāng)反饋引腳在恒流調(diào)節(jié)模式下接近VFBth時(shí)，電源將切換到恒壓工作模式。此時(shí)的開關(guān)頻率達(dá)到其最大值，對(duì)應(yīng)于CCCV特性曲線的峰值功率點(diǎn)。控制器使用開關(guān)狀態(tài)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)反饋引腳電壓，使其維持在VFBth的水平。在高壓開關(guān)關(guān)斷2.5 s后，對(duì)反饋引腳電壓進(jìn)行采樣。輕載條件下，還會(huì)降低電流限流點(diǎn)，從而降低變壓器磁通密度。過熱保護(hù)：熱關(guān)斷電路檢測(cè)結(jié)的溫度。閾值設(shè)置在142 C并具備6

45、0 C的遲滯范圍。當(dāng)結(jié)溫度超過這個(gè)閾值(142 C)，功率MOSFET開關(guān)被禁止，直到結(jié)溫度下降60 C，MOSFET才會(huì)重新使能。6.0 V穩(wěn)壓器：只要MOSFET處在關(guān)閉狀態(tài)，6 V穩(wěn)壓器就會(huì)從漏極的電壓吸收電流，將連接到旁路引腳的旁路電容充電到6 V。旁路引腳是內(nèi)部供電電壓節(jié)點(diǎn)。當(dāng)MOSFET開啟時(shí)，器件使用貯存在旁路電容內(nèi)的能量。內(nèi)部電路的極低功耗使該芯片可使用從漏極吸收的電流持續(xù)工作。一個(gè)1 F或的10 F旁路電容就足夠?qū)崿F(xiàn)高頻率退耦及能量存儲(chǔ)。電路原理描述輸入濾波器：AC輸入功率由整流橋進(jìn)行整流。整流后的DC由大容量電容C1和C2進(jìn)行濾波。電感L1、C1和C2組成一個(gè)型濾波器，對(duì)差

46、模傳導(dǎo)EMI噪聲進(jìn)行衰減。保險(xiǎn)電阻F1在發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)提供保護(hù)。應(yīng)當(dāng)選擇合適的電阻（通常為繞線式電阻），這樣才能在輸入電容初次連接到AC線路充電時(shí)經(jīng)受住瞬間耗散。工作過程：在從空載到滿載的多個(gè)模式下，U1內(nèi)的控制器首先在恒壓階段工作，此時(shí)它通過開關(guān)控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，并根據(jù)需要通過跳過開關(guān)周期來(lái)維持輸出電壓水平，通過調(diào)節(jié)使能周期與禁止周期的比例來(lái)維持穩(wěn)壓。這也可以使轉(zhuǎn)換器的效率在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)得到優(yōu)化。在輕載條件下，還會(huì)降低電流限流點(diǎn)以減小變壓器磁通密度，進(jìn)而降低音頻噪音和開關(guān)損耗。隨著負(fù)載電流的增大，電流限流點(diǎn)也將升高，因而跳過的周期也越來(lái)越少。一旦U1檢測(cè)到最大功率點(diǎn)（即控制器停止跳過周期

47、），控制器將自動(dòng)進(jìn)入恒流模式。一旦需要進(jìn)一步提高負(fù)載電流，輸出電壓便會(huì)隨之下降。當(dāng)檢測(cè)到FB引腳上的輸出電壓下降時(shí)，開關(guān)頻率將線性下降，從而確保恒流輸出。輸出整流：變壓器的次級(jí)繞組由D2（可提高效率的1 A、40 V肖特基勢(shì)壘二極管）進(jìn)行整流，由C5進(jìn)行濾波。如果可以接受較低效率，則可換用1 A PN結(jié)型二極管，以便降低成本。在本應(yīng)用中，C5的大小能夠滿足要求的輸出電壓紋波規(guī)范，無(wú)需使用后級(jí)LC濾波器。輸出調(diào)節(jié)：LNK605DG在輸出特性的恒壓(CV)調(diào)節(jié)區(qū)域使用開/關(guān)控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出，通過頻率控制來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流(CC)調(diào)節(jié)。反饋電阻（R3和R4）使用標(biāo)準(zhǔn)的1%電阻值選出，以確定額定輸出電壓及恒流調(diào)

48、節(jié)閾值的中心。D1、R1、R2和C3組成RCD-R箝位電路，用于限制漏感引起的漏極電壓尖峰4.我的LED燈泡LED燈泡的制作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，把LED燈珠焊到鋁基板上，少量的（15顆以內(nèi)）LED燈珠一般直接串聯(lián)，大量的（15顆以上）采用混聯(lián)。驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與電源連接，驅(qū)動(dòng)電路輸出端與LED串連接。PCB板用耐高溫，耐高壓的灌膠A和灌膠B以1比1的比例混合來(lái)填充。它具有導(dǎo)熱，絕緣，防火，防爆的功能，保證PCB板得正常工作。鋁基板與燈座之間的以導(dǎo)熱系數(shù)為1的導(dǎo)熱硅脂填充，幫助LED燈珠進(jìn)行散熱，提高燈泡的壽命。5.LED的性能分析 將燈泡接入220V交流電路中，用萬(wàn)用表測(cè)得此燈泡兩端的電壓為9.86

49、V,電流為0.33A,實(shí)際功率為3.25W.理論的電壓為10.5V,電流為0.35A,功率為3.67W，引起這些誤差的原因可能是：（1）焊接PCB板得時(shí)候存在虛焊。（2）電子元器件的精確度不高。（3）電路理論上存在缺陷，有些該考慮的沒考慮到。用積分球測(cè)得該燈泡光通量為175lm,其光效約為50流明/瓦。.而一般的節(jié)能燈的光效約為35流明/瓦。功率因數(shù)為0.625.色溫為6250K,色坐標(biāo)為（0.3176 0.3275）。顯色指數(shù)RA=72.6。其光譜圖如下圖所示。圖3-7 LED測(cè)試結(jié)果四、LED照明應(yīng)用1.LED景觀照明投光燈：投光燈有單色、七彩，光源有顆粒有集成兩種。顆粒有6-36W,集成

50、有10W、30W、50W、70W、100W洗墻燈：洗墻燈外形有條形和方形，單色和七彩。6W、9W、12W、18W、24W、36W?？刂品绞接袃?nèi)控和外控。地埋燈：面蓋一般是不透鋼，透鏡是鋼化玻璃，殼是鋁。防水防塵防壓。水底燈：水底燈外殼一般都是不透鋼IP要達(dá)到67以上。工作電壓都是做低壓12-36V 。2.LED汽車燈飾LED剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈、儀表燈、 車頂燈車燈工作電壓都是12-14V .燈頭有單眼、雙眼、T形頭。3.LED驅(qū)動(dòng)電源有恒壓源和恒流源，有防水和不防水，有裸板和帶殼。五、心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，主要對(duì)LED的發(fā)展歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，主要特性，主要參數(shù)以及電路的分析進(jìn)行了簡(jiǎn)

51、單的描述。在這三個(gè)月里，指導(dǎo)老師和我都付出了很多，但收獲也不少。畢業(yè)設(shè)計(jì)開始前，我電子領(lǐng)域的知識(shí)只是局限于課本模擬電子技術(shù)上簡(jiǎn)單介紹的一些理論知識(shí)。經(jīng)過這三個(gè)月的努力，我初步認(rèn)識(shí)了課本以外的電子元器件，初步了解了他們的外形以及性能。學(xué)習(xí)了軟件Protel的一些基本知識(shí)，并能畫出簡(jiǎn)單的電路原理圖。了解了幾個(gè)生產(chǎn)中常用的芯片的功能。練習(xí)焊接了一些PCB板，使自己的焊接技術(shù)有了一定的提高。學(xué)習(xí)了不少電路的運(yùn)行原理，分析電路的能力也有了相應(yīng)的提高。自己動(dòng)手測(cè)試了產(chǎn)品的一些性能以及一些參數(shù)，并與理論的參數(shù)值進(jìn)行比較，分析引起誤差的原因?，F(xiàn)在的努力為我以后的工作打下了一定的基礎(chǔ)，是非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后，我結(jié)合自己的實(shí)際經(jīng)歷對(duì)LED燈泡做出客觀的評(píng)價(jià)堅(jiān)固耐用，抗震性好。本人也在樣品制作間里制作