led照明電路設(shè)計(jì)(本科畢業(yè)設(shè)計(jì)書(shū))

1、<p>　　分類號(hào) 編 號(hào) </p><p><b>　　XXXXXX</b></p><p>　　North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectr

2、ic Power</p><p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　題目 LED照明電路設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 信息工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 通信工程 </p>

3、;<p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2011年 5月 12 日</p><p><b>　　LED照明電路設(shè)計(jì)</b></p>&

4、lt;p><b>　　摘要</b></p><p>　　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)。</p><p>　　目前，LED

5、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85~265V,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(guò)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。</p><p>　　現(xiàn)在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的一般思路是先

6、將220V的高壓電通過(guò)一個(gè)變壓器，使其變成低電壓的交流電。在通過(guò)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?lt;/p><p>　　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</p><p

7、>　　Abstract </p><p>　　Summary led (Light Emitting Diode,LED) is the 21st century with the most development prospects of a new type of solid state light source. Rapid development and wide application of L

8、ED, lighting a revolution in the field will be thrown. LED has a good environmental protection, long service life, well monochrome, color rich, small volume, light weight, fast response, high luminous efficiency, low ene

9、rgy consumption.</p><p>　　At present, most LED landscape lighting in some applications, such as using AC mains power supply. Development and application of LED's goal is to replace traditional light sour

10、ces such as incandescent lamps, LED lighting energy is still mainly come from the power grid in the field of the application. Mains power supply is 220V/50HZ in China, international AC line to 85~265V,50/60HZ. Because LE

11、D requires working in DC low-voltage, power supply, you need to go through the appropriate circuit topo</p><p>　　Now drive circuit design of the general idea is the first high voltage of 220V through a trans

12、former, making it into a low-voltage AC. In a bridge rectifier circuits, to convert AC to DC. After the bridge rectifier and two capacitors, a smoothing capacitor, filter out the rest of the AC, is a high-frequency bypas

13、s capacitor, filter out high frequency components. This left the low-voltage DC you want. Behind according to the needs of design, even on different chips, implement the features you nee</p><p>　　Keywords: l

14、ight emitting diode lighting, direct current, low-voltage driving circuit</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　LED龐大的市場(chǎng)注定其將發(fā)會(huì)展成一個(gè)具大的產(chǎn)業(yè)?？偟膩?lái)看，國(guó)內(nèi)的發(fā)展一直不盡人意，典型的方面就是集成電路產(chǎn)業(yè)與液晶面板產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)到現(xiàn)在集成電路產(chǎn)業(yè)和液晶面板產(chǎn)業(yè)

15、的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如國(guó)外的發(fā)展，技術(shù)復(fù)雜、投資大、基礎(chǔ)薄弱等是主要原因，而LED產(chǎn)業(yè)將打破這個(gè)魔咒，并且可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的提升，如國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)在液晶驅(qū)動(dòng)上根本做不起來(lái)，因?yàn)橐壕姘瀹a(chǎn)業(yè)不在國(guó)內(nèi)，由于有巨大市場(chǎng)支撐，LED驅(qū)動(dòng)芯片可能在國(guó)內(nèi)得到一定的發(fā)展，促進(jìn)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)做大做強(qiáng)，這反過(guò)來(lái)又會(huì)促進(jìn)國(guó)內(nèi)LCD驅(qū)動(dòng)芯片或其它驅(qū)動(dòng)芯片的發(fā)展。</p><p>　　中國(guó)大陸目前LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的劣勢(shì)在于：</p>

16、<p>　　1，國(guó)內(nèi)企業(yè)LED產(chǎn)品技術(shù)水平與國(guó)外還是有一定差距，在爭(zhēng)取高端客戶方面處于劣勢(shì)。</p><p>　　2，國(guó)內(nèi)集成電路制造基礎(chǔ)相較日本、韓國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)這些LED強(qiáng)勢(shì)地區(qū)而言薄弱，LED外延、芯片制造能力、工藝水平及外圍材料配套能力差一些，學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)一些，需要一段時(shí)間培養(yǎng)。</p><p>　　3，國(guó)內(nèi)LED企業(yè)的規(guī)模還比較小，大多沒(méi)有超過(guò)100kk/月產(chǎn)能(藍(lán)綠光)

17、，這種狀況在未來(lái)兩年將有改善。</p><p>　　4，國(guó)內(nèi)研發(fā)多集中在大學(xué)和科研院所，生產(chǎn)在各企業(yè)，缺乏研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化的快速轉(zhuǎn)換機(jī)制，這方面應(yīng)借鑒臺(tái)灣工業(yè)研究院的技術(shù)成果授權(quán)機(jī)制，加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)換速度，科研院所不能為自己產(chǎn)業(yè)化而不將最新的技術(shù)成果及時(shí)轉(zhuǎn)移到產(chǎn)業(yè)界，政府應(yīng)制定相關(guān)政策規(guī)范相關(guān)行為。</p><p>　　5，國(guó)內(nèi)核心專利缺乏，特別在關(guān)系到產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的藍(lán)光核心專利及白光專利缺

18、乏，這將使國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展受制。中國(guó)本土企業(yè)現(xiàn)階段主要還是處于起步階段，企業(yè)規(guī)模較小，對(duì)掌握專利的大廠構(gòu)不成威脅，專利問(wèn)題還不是很突出。</p><p>　　但是隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展壯大，一旦規(guī)模擴(kuò)大到一定程度，實(shí)施“走出去”發(fā)展戰(zhàn)略，專利問(wèn)題將成為隱患。目前對(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(guò)研發(fā)突破核心專利。</p><

19、;p>　　LED產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)有良好的發(fā)展前景，基于以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1，就技術(shù)而言，LED具有技術(shù)成長(zhǎng)瓶頸高，學(xué)習(xí)門坎低特性，國(guó)內(nèi)在半導(dǎo)體領(lǐng)域長(zhǎng)期積累的研究資源都可以用得上，具備較好的研究基礎(chǔ)。盡管國(guó)內(nèi)集成電路制造基礎(chǔ)比較薄弱，工藝水平比較低，但國(guó)內(nèi)一些企業(yè)通過(guò)聘請(qǐng)海外技術(shù)人員加盟，在技術(shù)上不斷取得突破，國(guó)內(nèi)好的企業(yè)技術(shù)水平已經(jīng)與臺(tái)灣大廠的技術(shù)水平相差不大，與國(guó)際大廠的整體差距也在不斷拉近。&l

20、t;/p><p>　　2，L ED的投資額比較小，初始投資1億就可建廠，國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)入門檻低，容易實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)發(fā)展，這與集成電路制造及液晶面板制造動(dòng)輒幾十億到上百億人民幣的投資而言顯得“微不足道”，國(guó)內(nèi)企業(yè)容易進(jìn)入形成產(chǎn)業(yè)集群。</p><p>　　3，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)巨大，LED未來(lái)主要市場(chǎng)是通用照明市場(chǎng)，市場(chǎng)容量大，終端消費(fèi)市場(chǎng)比較分散，不易形成壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)生存空間廣闊。</p><

21、;p>　　4，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)擁有核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，如晶能光電的硅襯底氮化鎵藍(lán)光項(xiàng)目，大連路美的芯片領(lǐng)域核心技術(shù)，都具有全球競(jìng)爭(zhēng)力，這些企業(yè)在技術(shù)發(fā)展上容易形成示范效應(yīng)，促進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)健康成長(zhǎng)。</p><p>　　5，技術(shù)成熟后，LED封裝和器件生產(chǎn)屬于勞動(dòng)密集型，大陸具備發(fā)展的勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　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：</p>

22、<p>　　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(guò)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)

23、重，通過(guò)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(méi)有汞等有害污染問(wèn)題。</p><p>　　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(guò)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(guò)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)含量和附加值，提高國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>

24、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。</p><p>　　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

25、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。 </p><p><b>　　目錄

26、</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　引言4</b></p><p>　　第一章 LED發(fā)展歷史介紹8</p><p>　　1.1彩色LED的發(fā)展8</p>

27、<p>　　1.2白光LED原理介紹9</p><p>　　第二章 LED的各種重要參數(shù)介紹10</p><p><b>　　2.1光通量10</b></p><p><b>　　2.2光效10</b></p><p><b>　　2.3色溫11</b>

28、</p><p><b>　　2.4色坐標(biāo)11</b></p><p>　　2.5顯色指數(shù)11</p><p>　　第三章 LED的發(fā)光原理，基本結(jié)構(gòu)及特性12</p><p>　　3.1LED的發(fā)光原理及基本結(jié)構(gòu)12</p><p>　　3.2LED的伏安特性13</p>

29、<p>　　3.3白光LED的光學(xué)特性14</p><p>　　3.4LED的熱學(xué)特性16</p><p>　　第四章 常用的LED驅(qū)動(dòng)電路17</p><p>　　4.1傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路介紹17</p><p>　　4.2電容降壓LED驅(qū)動(dòng)電路介紹19</p><p>　　4.3我的LED驅(qū)

30、動(dòng)電路22</p><p>　　4.4我的LED燈泡26</p><p>　　4.5 LED的性能分析26</p><p><b>　　第五章 總結(jié)27</b></p><p><b>　　致謝詞29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30&l

31、t;/b></p><p><b>　　附錄31</b></p><p><b>　　外文原文31</b></p><p><b>　　外文翻譯35</b></p><p>　　第一章 LED發(fā)展歷史介紹</p><p>　　1.1彩色LED

32、的發(fā)展</p><p>　　1907 年Henry Joseph Round 第一次在一塊碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實(shí)際應(yīng)用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)，研究被摒棄了.</p><p>　　二十年代晚期Bernhard Gudden 和Robert Wichard 在德國(guó)使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光。再一次因發(fā)光暗淡而停止。</p&

33、gt;<p>　　1936 年,George Destiau 出版了一個(gè)關(guān)于硫化鋅粉末發(fā)射光的報(bào)告。隨著電流的應(yīng)用和廣泛的認(rèn)識(shí)，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。二十世紀(jì)50 年代，英國(guó)科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED,并于60 年代面世。據(jù)說(shuō)在早期的試驗(yàn)中，LED 需要放置在液化氮里，更需要進(jìn)一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工作。</p><p>　　第

34、一個(gè)商用LED 僅僅只能發(fā)出不可視的紅外光，但迅速應(yīng)用于感應(yīng)與光電領(lǐng)域。60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個(gè)可見(jiàn)的紅光LED。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。</p><p>　　到70 年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED 采用雙層磷化鎵蕊片（一個(gè)紅色另一個(gè)是綠色）能夠發(fā)出黃色光。就在此時(shí)，俄國(guó)科學(xué)家利用金剛砂制造出發(fā)出黃光的LED。盡管它

35、不如歐洲的LED 高效。但在70 年代末，它能發(fā)出純綠色的光。</p><p>　　80 年代早期到中期對(duì)砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED 的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。到20 世紀(jì)90 年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。第一個(gè)有歷史意義的藍(lán)光LED 也出現(xiàn)在90 年代早期，再一次利用金鋼砂—早期的半導(dǎo)體光源的障礙物。依當(dāng)今的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)去衡量，它與俄國(guó)以前的黃光LE

36、D 一樣光源暗淡。</p><p>　　90 年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED，隨即又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)度的綠光和藍(lán)光銦氮鎵Led。超亮度藍(lán)光蕊片是白光LED 的核心，在這個(gè)發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過(guò)吸收來(lái)自蕊片上的藍(lán)色光源再轉(zhuǎn)化為白光。就是利用這種技術(shù)制造出任何可見(jiàn)顏色的光。今天在LED 市場(chǎng)上就能看到生產(chǎn)出來(lái)的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。隨著人類在LED超亮度的領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，LED在消費(fèi)電子的運(yùn)

37、用也越來(lái)越廣泛。</p><p>　　1.2白光LED原理介紹</p><p>　　目前市場(chǎng)上白光LED生產(chǎn)技術(shù)主要分為兩大主流：第一為利用熒光粉將藍(lán)光LED或紫外UV-LED所產(chǎn)生的藍(lán)光或紫外光分別轉(zhuǎn)換為雙波長(zhǎng)(Dichromatic) 或三波長(zhǎng)(Trichromatic)白光，此項(xiàng)元件技術(shù)稱之為熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED(Phosphor Converted-LED)；第二類則為多芯片型白光

38、LED，經(jīng)由組合兩種(或以上)不同色光的LED組合以形成白光，目前市場(chǎng)上白光LED商品以藍(lán)光LED芯片搭配黃光熒光粉最為普遍，主要應(yīng)用于汽車照明與手機(jī)面板等領(lǐng)域，以目前白光LED產(chǎn)品市場(chǎng)分析，熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED可謂主流。 （紅色和綠色熒光粉多為硫化物體系，這類熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大。）　　下圖簡(jiǎn)要?dú)w納并比較多種白光LED構(gòu)裝原理和優(yōu)劣點(diǎn)，其中(a)型構(gòu)裝方式、演色性最佳，但成本最高，尚未能普及；構(gòu)裝方式(b)則具有技術(shù)最成熟且

39、成本低廉之優(yōu)勢(shì)，但色偏、演色性不佳，須以適當(dāng)紅、黃光熒光粉加以改善，此外，最嚴(yán)重者為日亞化學(xué)專利限制難以規(guī)避；而構(gòu)裝方式(c)與(d)兩者所制作的白光LED演色性俱佳、色偏小、成本低且專利局限較不嚴(yán)重，因此未來(lái)深具發(fā)展?jié)摿Α?lt;/p><p>　　圖1.2.1白光LED的發(fā)光原理</p><p>　　第二章 LED的各種重要參數(shù)介紹</p><p><b>

40、;　　2.1光通量</b></p><p>　　光通量的單位為“流明”。光通量通常用Φ來(lái)表示，在理論上其功率可用瓦特來(lái)度量，但因視覺(jué)對(duì)此尚與光色有關(guān)。所以度量單位采用，依標(biāo)準(zhǔn)光源及正常視力另定之“流明”來(lái)度量光通量。符號(hào)：lm </p><p>　　光通量是每單位時(shí)間到達(dá)、離開(kāi)或通過(guò)曲面的光能數(shù)量。流明 (lm) 是國(guó)際單位體系 (SI) 和美國(guó)單位體系 (AS) 的光通量單位

41、。如果您想將光作為穿越空間的粒子（光子），那么到達(dá)曲面的光束的光通量與 1 秒鐘時(shí)間間隔內(nèi)撞擊曲面的粒子數(shù)成一定比例。</p><p><b>　　2.2光效</b></p><p>　　光源所發(fā)出的總光通量（流明、亮度）與該光源所消耗的電功率（瓦）的比值，稱為該光源的光效。 發(fā)光效率值越高，表明照明器材將電能轉(zhuǎn)化為光能的能力越強(qiáng)，即在提供同等亮度的情況下，該照明器材

42、的節(jié)能性越強(qiáng)；在同等功率下，該照明器材的照明性越強(qiáng)，即亮度越大。 Luminous原意即為光亮，計(jì)量用luminance，意為亮度，縮寫為lm。發(fā)光效率單位為亮度/瓦，有時(shí)取Luminance的音譯“流明”，做流明/瓦。 </p><p>　　光效也稱為光源的發(fā)光效率或者光源的功率因素，表征從光源中射出的光通量與光源所消耗的電功率之比。</p><p>　　即η=φ/E=φ/(φ+P)

43、 （1）</p><p>　　其中η為光效，φ為光源輻射的光能量，E為光源的功率，P為光源損耗的能量，主要是發(fā)熱量。 </p><p>　　同時(shí)發(fā)熱量與電流的關(guān)系是：</p><p>　　P＝IR。 （2）</p><p>　　顯然，隨著電流的增大，光通量增大。但是另一方面電流的增大會(huì)引起光源熱損耗的增加，綜合效果是光效

44、降低。</p><p><b>　　2.3色溫</b></p><p>　　當(dāng)某一光源所發(fā)出的光的光譜分布與不反光、不透光完全吸收光的黑體在某一溫度時(shí)輻射出的光譜分布相同時(shí)，我們就把絕對(duì)黑體的溫度稱之為這一光源的色溫。　 </p><p>　　色溫是表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。一般用Ra表示。色溫是按絕對(duì)黑體來(lái)定義的，光源的輻射在可見(jiàn)區(qū)和絕對(duì)

45、黑體的輻射完全相同時(shí)，此時(shí)黑體的溫度就稱此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對(duì)說(shuō)要多些，通常稱為“暖光”；色溫提高后，能量分布集中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為：標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K（開(kāi)爾文溫度單位）；鎢絲燈為2760-2900K；熒光燈為3000K；閃光燈為3800K；中午陽(yáng)光為5400K；電子閃光燈為6000K；藍(lán)天為12000-18000K.</p><p>&l

46、t;b>　　2.4色坐標(biāo)</b></p><p>　　色坐標(biāo)(chromaticity coordinate)，就是顏色的坐標(biāo)。色坐標(biāo)是色度學(xué)的重要內(nèi)容之一，光源的色坐標(biāo)測(cè)量是研究光源特性的重要方法之一，它具有廣泛的使用意義。色坐標(biāo)測(cè)量的基本原理是根據(jù)光源的光譜分布由色坐標(biāo)的基本規(guī)定進(jìn)行計(jì)算而得出的。 </p><p>　　現(xiàn)在常用的顏色坐標(biāo)，橫軸為 x ，縱軸為 y 。

47、有了色坐標(biāo)，可以在色度圖上確定一個(gè)點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)精確表示了發(fā)光顏色。即：色坐標(biāo)精確表示了顏色。</p><p><b>　　2.5顯色指數(shù)</b></p><p>　　光源對(duì)物體的顯色能力稱為顯色性，是通過(guò)與同色溫的參考或基準(zhǔn)光源（白熾燈或畫(huà)光）下物體外觀顏色的比較。光所發(fā)射的光譜內(nèi)容決定光源的光色，但同樣光色可由許多，少數(shù)甚至僅僅兩個(gè)單色的光波縱使而成，對(duì)各個(gè)顏色的顯色

48、性亦大不相同。相同光色的光源會(huì)有相異的光譜組成，光譜組成較廣的光源較有可能提供較佳的顯色品質(zhì)。 當(dāng)光源光譜中很少或缺乏物體在基準(zhǔn)光源下所反射的主波時(shí)，會(huì)使顏色產(chǎn)生明顯的色差(color shift)。色差程度愈大，光源對(duì)該色的顯色性愈差。演色指數(shù)系數(shù)(Kaufman)仍為目前定義光源顯色性評(píng)價(jià)的普遍方法。 </p><p>　　第三章 LED的發(fā)光原理，基本結(jié)構(gòu)及特性</p><p>　　

49、3.1LED的發(fā)光原理及基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　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(shù)脂密。LED結(jié)構(gòu)圖如下圖所示  </p><p>　　圖3.1.1發(fā)光二極管的構(gòu)造圖&l

50、t;/p><p>　　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(guò)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

51、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)。</p><p>　　3.2LED的伏安特性</p><p>　　LED的伏安特性是流過(guò)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?/p>

52、和非線性特性。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)。</p><p>　　1.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，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(guò)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

53、是增長(zhǎng)得很快。</p><p>　　2．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(guò)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)重要參數(shù)。反向電流

54、越小，說(shuō)明LED單向?qū)щ娦阅茉胶谩?lt;/p><p>　　3.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。</p><p>　　3.2.1LED的伏安特性曲線</p><p>　　3.3白光LED的光學(xué)特性</p><p>　　

55、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。</p><p>　　圖3.3.1在海平面上的太陽(yáng)的可見(jiàn)光光譜</p><p>　　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(guò)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

56、理將紅、綠、藍(lán)三種光通過(guò)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3.3.2.</p><p>　　圖3.3.2白光LED光譜</p><p>　　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</p><p>　　到不適。因此也可以利用紅、綠、藍(lán)三

57、種顏色的LED組和獲得白光LED.</p><p>　　圖3. 3.3利用紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED組和獲得白光LED</p><p>　　很顯然，如圖3.3.3的顯色性優(yōu)于圖3.3.2的顯色性，但使用三種單色LED組合成圖3.3.1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

58、也不相同，圖3.3.4為CREE公司的不同色溫白光LED的光譜特性。</p><p>　　圖3.3.4 CREE公司的不同色溫白光LED的光譜特性</p><p>　　3.4LED的熱學(xué)特性</p><p>　　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If</p><p>　　LED的主波長(zhǎng)隨溫度關(guān)系可表示為：</p&

59、gt;<p>　　λp=λ0+△Tg×0.1nm/℃ （3）</p><p>　　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。</p><p>　　第四章 常用的LED驅(qū)動(dòng)電路&l

60、t;/p><p>　　4.1傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路介紹</p><p>　　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。</p><p>　　傳統(tǒng)的低效率

61、電路：圖4.1.1是傳統(tǒng)的低效率電路，電源通過(guò)降壓變壓器降壓；橋式整流濾波后，通過(guò)電阻限流來(lái)使3 個(gè)LED 穩(wěn)定工作，這種電路的致命缺點(diǎn)是：</p><p>　　圖4.1.1傳統(tǒng)的低效率電路</p><p>　　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

62、于50％。當(dāng)電源電壓在±10％的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，流過(guò)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(shuō)能使輸出到LED 的功率變化減少，但系統(tǒng)效率將更低。</p><p>　　圖4.1.2 是在圖4.1.1 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)

63、定造成LED 的超載。</p><p>　　圖4.1.2 改進(jìn)后的傳統(tǒng)電路</p><p>　　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/W～25lm/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

64、的限流元件和電路來(lái)使系統(tǒng)效率提高。圖4.4.3</p><p>　　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），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

65、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)Ⅱ類電器的隔離 ，絕緣輸出時(shí)，圖4.1.3電路可用于Ⅱ類燈具中，并且輸出端可以做成可觸及式。</p><p>　　圖4.4.3進(jìn)一步改進(jìn)的電路</p><p>　　4.2電容降壓LED驅(qū)動(dòng)電路介紹</p><

66、p>　　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的交流電壓加在電容器的兩端，則流過(guò)電容的最大電流約為70mA。雖然流過(guò)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(guò)電容的電流為虛部電流，它所作的功為無(wú)功功率。</p><p>

67、　　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。</p><p>　　同理，我們也可以

68、將5W/65V的燈泡與1uF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。</p><p>　　采用電容降壓電路是一種常見(jiàn)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4.2.1為一個(gè)實(shí)

69、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(méi)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，它們的響應(yīng)時(shí)間一般在微毫秒級(jí) 。</p><p>　　圖4.2.1 電容壓降電路</p><p>　　電路工作原理：電容C1的作用為降壓和限流：大家都知道，

70、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：</p><p>　　XC = 1/2πf C （4）</p><p>　　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(guò)電容降壓電路的電流計(jì)算公式為：</p><p>　　I = U/XC　　 （5）</p><p>　　

71、式中 I 表示流過(guò)電容的電流﹑U 表示電源電壓﹑XC 表示電容的容抗在220V﹑50Hz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：</p><p>　　I = 69C （6）</p><p>　　其中電容的單位為uF，電流的單位為mA</p><p>　　下表為在220V﹑50Hz的交流電路中﹐理論電流與實(shí)際測(cè)量電流的比較

72、</p><p>　　表4.2.1理論電流與實(shí)際電流的比較</p><p>　　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

73、些。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：</p><p>　　表4.2.2C1與R1的取值選擇</p><p>　　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。</p><p>　　C2﹑C3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</p><p>　　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

74、壓電</p><p>　　壓對(duì)地泄放掉，從而保護(hù)LED不被瞬間高壓擊穿。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p&g

75、t;<p>　　D1~D4 可以選擇IN4007。濾波電容C2﹑C3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。</p><p>　　4.3我的LED驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　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4.3.1所示。</p><p>　

76、　圖4.3.1我的電路原理圖</p><p>　　表4.3.1電路的材料清單</p><p>　　芯片LNK605DG引腳和功能描述，芯片的外形和引腳分布如圖4.3.2</p><p>　　圖4.3.2芯片LNK605DG的外形和引腳分布</p><p><b>　　引腳功能描述</b></p><p

77、>　　漏極(D)引腳：功率MOSFET的漏極連接點(diǎn)。在開(kāi)啟及穩(wěn)態(tài)工作時(shí)提供內(nèi)部操作電流。</p><p>　　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。</p><p>　　反饋(FB)引腳：在正常操作下，功率MOSFET的開(kāi)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

78、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。</p><p>　　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)點(diǎn)及控制電路的參考點(diǎn)。</p><p>　　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(kāi)關(guān)及一個(gè)電源控制器。它使用開(kāi)／關(guān)控制方式來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。此外，還會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)制，以調(diào)

79、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(guò)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(kāi)／關(guān)狀態(tài)調(diào)節(jié)器。</p><p>　　電感校正電路：在初級(jí)勵(lì)磁電感過(guò)高或過(guò)低時(shí)，轉(zhuǎn)換器將通過(guò)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(guò)調(diào)節(jié)

80、開(kāi)關(guān)頻率對(duì)其容差進(jìn)行完全補(bǔ)償。</p><p>　　恒流(CC)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(kāi)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。</p><p>　　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(kāi)關(guān)頻率

81、達(dá)到其最大值，對(duì)應(yīng)于CCCV特性曲線的峰值功率點(diǎn)?？刂破魇褂瞄_(kāi)／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(kāi)關(guān)關(guān)斷2.5 μs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。</p><p>　　過(guò)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60 °C的遲滯范圍。當(dāng)結(jié)溫度超過(guò)這個(gè)閾值(142 °C)，功率MOS

82、FET開(kāi)關(guān)被禁止，直到結(jié)溫度下降60 °C，MOSFET才會(huì)重新使能。</p><p>　　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(kāi)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 μF或的10 μF旁路電容就足夠?qū)崿F(xiàn)高頻

83、率退耦及能量存儲(chǔ)。</p><p><b>　　電路原理描述</b></p><p>　　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)π型濾波器，對(duì)差模傳導(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

84、住瞬間耗散。</p><p>　　工作過(guò)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(guò)開(kāi)／關(guān)控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，并根據(jù)需要通過(guò)跳過(guò)開(kāi)關(guān)周期來(lái)維持輸出電壓水平，通過(guò)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(kāi)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(guò)的周期

85、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(guò)周期），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(kāi)關(guān)頻率將線性下降，從而確保恒流輸出。</p><p>　　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

86、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。</p><p>　　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(kāi)/關(guān)控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出，通過(guò)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)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</p><p>

87、;　　4.4我的LED燈泡</p><p>　　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L

88、ED燈珠進(jìn)行散熱，提高燈泡的壽命。</p><p>　　4.5 LED的性能分析 </p><p>　　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9.86V,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，

89、有些該考慮的沒(méi)考慮到。</p><p>　　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。</p><p>　　圖4.5.1 LED測(cè)試結(jié)果</p><p><b>　

90、　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　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)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(kāi)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(guò)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

91、本知識(shí)，并能畫(huà)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)。</p><p>　　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

92、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樣品，其中不缺乏一些重手腳的動(dòng)作，在整個(gè)制作過(guò)程中并不忌諱這些。如果不小心把燈泡摔到地上，那一般先摔壞的是價(jià)格相對(duì)較便宜的PC料和燈罩。一般LED燈泡使用的交流電壓范圍在80~245V，適合絕大多數(shù)國(guó)家的使用。環(huán)保性比較好，它不含汞，鉛等重金屬材料，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，這是熒光燈和白熾燈所不具備的，這是LED的一大優(yōu)勢(shì)。理論上LED燈泡無(wú)頻閃，而熒光燈因使用交流電而產(chǎn)生頻閃，但實(shí)際上現(xiàn)在一般辦公

93、室用的大多數(shù)都是熒光燈，人眼基本感覺(jué)不出頻閃。理論上18W的LED燈泡的光通量相當(dāng)于40W熒光燈的光通量，實(shí)際上18W的LED燈實(shí)際功率為21W左右，40W熒光燈的實(shí)際功率為46W左右，相差25W,點(diǎn)燈40小時(shí)相差一度電，0.55元。理論上LED的使用壽命在30000小時(shí)以上，實(shí)際誰(shuí)也不會(huì)去測(cè)試它的實(shí)際壽命，個(gè)人認(rèn)為這是LED的一個(gè)不確定性。理論上LED的響應(yīng)速度快，在實(shí)際中，用于照明的LED對(duì)幾十毫秒的差距影響并不是很大，在照明用的L

94、ED研究的意義也不是很大。理論上白光LED的顯色指數(shù)在8</p><p>　　綜上所述，本人認(rèn)為，LED由于其造價(jià)昂貴，使用壽命長(zhǎng)，綠色節(jié)能，最適合用在長(zhǎng)時(shí)間照明，照明質(zhì)量要求較高，不經(jīng)常更換的場(chǎng)所。比如說(shuō)路燈，寫字樓，學(xué)校，辦公室等地方。而家庭照明，因?yàn)檎彰鲿r(shí)間不長(zhǎng)，而且更換難度不大，本人不太建議使用價(jià)格昂貴的LED燈。本章純屬個(gè)人看法。</p><p><b>　　致謝詞&l

95、t;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　（1）毛興武， 張艷雯， 周建軍， 祝大衛(wèi). 新一代綠色光源LED及其應(yīng)用技術(shù) . 北京： 人民郵電出版社2006</p><p>　?。?）周志敏， 周紀(jì)海， LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用. 北京：人民郵電出版社2010</p><p&g

96、t;　　（3）陳大華， 劉洋. 綠色照明實(shí)用技術(shù). 北京： 清華大學(xué)出版社2009</p><p>　?。?）李大龍， 張清. 呂善軍. LED制造技術(shù)與應(yīng)用. 北京：電子科技大學(xué)出版社2001</p><p>　?。?）專業(yè)技術(shù)類電子書(shū) . 北京： 中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社1999</p><p>　?。?）周濤 . 高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù). 北京：人民

97、郵電出版社2003</p><p>　　( 7 )張占松， 蔡宜三 . 開(kāi)關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì) . 修訂板 . 北京：電子工業(yè)出版社，1998</p><p>　　（8）陳傳虞 . 電子節(jié)能燈與電子整流器 . 北京 . 人民郵電出版社，2004</p><p>　?。?）張肅文 .高頻電子線路：下策.2版 . 北京：高等教育出版社，1990</p>&l

98、t;p>　?。?0）姚啟均 . 光學(xué)教程 . 北京：高等教育出版社，2002</p><p>　?。?1）林榮國(guó) . 電磁干擾及控制 . 北京：電子工業(yè)出版社，2003</p><p>　?。?2）劉恩科 . 朱秉升 . 半導(dǎo)體物理學(xué) . 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002</p><p>　?。?3）趙靜波 . 王成業(yè) . Protel 99se電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與工

99、程范例 . 北京：清華大學(xué)出版社，2003 </p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　外文原文</b></p><p>　　LED introduction</p><p>　　LED application</p><p>　　In view

100、of the LED's own advantage, which are mainly used in the following several aspects:</p><p>　　(1)Application of display screen, traffic signals show light sources，LED lights have a seismic impact resistan

101、ce, response speed, power and long life and other characteristics, widely used in various indoor and outdoor display, divided into full color, tri-color and monochrome display, a total of more than 100 more units in the

102、development and production. Traffic lights used ultra-high brightness LED red, green, yellow, because the use of energy-saving LED lights, reliability is high, so in the </p><p>　　(2) Application of automobi

103、le industry,Of motor vehicles with lights contain internal dashboard, sound, switch the backlight, led reading lights and brake lights, tail lights, outside the side lights and headlights. Incandescent lamp not for autom

104、obile vibration impact resistance, easily damaged, short life, need to be replaced often. In 1987, China began to install high position brake light on the car. Because the LED fast response, you can remind drivers of the

105、 brakes as soon as possible, redu</p><p>　　(3) LED back light source to efficient side glow of back light source most striking, LED as LCD back light source application, has life long, and glow efficiency hi

106、gh, and no interference and price/performance high features, has widely application Yu electronic watch, and phone, and BP machine, and electronic calculator and card machine Shang, as portable electronic products increa

107、singly miniaturization, LED back light source more with advantage, therefore back light source making technology wil</p><p>　　(4) LED lighting product of the early low luminous efficiency, light intensity Ge

108、neral can only reach several dozens of MCD, applicable for indoor occasions, home appliance, instrumentation, communications equipment, computer and toy applications. Current target is the LED light source directly repla