【正文】 ............ 13 3． 2典型 LED驅(qū)動(dòng)電路的研究 ...................................................................................... 13 3． 2． 1電容降壓電路 ........................................................................................... 13 3． 2． 2 PWM驅(qū)動(dòng)白光 LED ..................................................................................... 14 3． 3 LED集成驅(qū)動(dòng)電路的研究 ...................................................................................... 15 3． 3． 1 LM3404驅(qū)動(dòng)電路 ...................................................................................... 15 3． 3． 2 CAT4016驅(qū)動(dòng)白光 LED電路 ...................................................................... 16 3． 3． 3 MAX1910/MAX1912 電荷泵驅(qū)動(dòng)白光 LED的電路 .......................................... 17 4 LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 18 4． 1 LED 循環(huán)燈 .......................................................................................................... 18 4． 1． 1 循環(huán)燈電路的設(shè)計(jì) ................................................................................... 18 4． 1． 2循環(huán)燈的制作及測(cè)試 ................................................................................. 19 4． 2 聲控旋律燈的設(shè)計(jì) ............................................................................................... 19 4． 2． 1 LED旋律燈簡介 ........................................................................................ 19 4． 2． 2基于 LM358的聲控旋律燈的設(shè)計(jì) ............................................................... 19 4． 2． 3驅(qū)動(dòng)電路的測(cè)試 ........................................................................................ 20 5 結(jié)論 ................................................................................................................................. 21 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................1 致謝 ......................................................................................................................................1 巢湖學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 1 引言 LED(發(fā)光二極管 )，它是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的特殊半導(dǎo)體器件。 LED具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，耗電少 ，壽命長，造價(jià)低 ，電流相對(duì)恒定 等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用廣泛的重要光源。 隨 著現(xiàn)代社會(huì) 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 它 的 應(yīng)用隨需求而變得 不斷 增大，它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電信、 交通 、金融、 郵政 、廣告 等各個(gè)行 業(yè)。 LED 是半導(dǎo)體二極管的一種，而 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 PN 結(jié) ， PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?PN 結(jié)加正向電壓時(shí)，電阻值很小， PN 結(jié)導(dǎo)通；加反向電壓時(shí)，電阻值很大， PN 結(jié)截止。所以 LED 不能像普通白熾燈一樣直接用電壓源直接用電壓源供電，否則電壓波動(dòng)稍增，電流就會(huì)增大到 將 LED 燒毀的程度。 LED 的應(yīng)用離不開它所需要的驅(qū)動(dòng)控制電路， 通 過驅(qū)動(dòng)電路來獲得良好而平穩(wěn)的電流，使 LED顯示更加均勻、漂亮，滿足各種場合的應(yīng)用要求 。 1． 1 研究的意義及主要研究內(nèi)容 目前來看， LED 畢竟是一種新的材料和技術(shù)，掌握核心發(fā)光芯片制造技術(shù)的只有美 要 國和日本少數(shù)幾個(gè)國家，高昂的價(jià)格讓 LEO 燈進(jìn)入家庭照明還需一定時(shí)日，但這不能否定 LED 極其廣闊的發(fā)展前景。不僅如此，由于其本身具有的優(yōu)良特性，LED 光源在很多領(lǐng)域具有著其他光源無法替代的優(yōu)勢(shì)。 LED 燈就可以說是無處不在的。 但是和世界 LED 燈產(chǎn)業(yè)比較發(fā) 達(dá)的地區(qū)相比，我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)能和技術(shù)上都還處于一個(gè)比較下游的階段，例如中國大陸現(xiàn)在每年的產(chǎn)值約 15 億美元，不到臺(tái)灣 (2020 年 30 億美元 )的一半，比不上日本日亞化工一個(gè)企業(yè) (2020 年 20 億美金 )。黃振春說： “即使這樣，我們的市場空間還是很大的。 LED 燈照明產(chǎn)品的應(yīng)用可以說是五花八門，只要有光的地方都可以用 LED。最大的市場就是照明燈，如果把上千億的照明燈都用 LED 燈代替的話，這個(gè)市場的空間是不可估量的竹【 13】。研制一種新型 LED 光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)白熾燈光源具有很大的實(shí)際意義。 本課題的主要研究內(nèi)容包括 ： ‘無論那種電源，都不可能直接給 LED 供電，所以，要應(yīng)用 LED 做照明光源，LED 的驅(qū)動(dòng)電路研究設(shè)計(jì) 2 就要解決電源變換的問題。因此本論文首先介紹了 LED 照明的特點(diǎn)和 LED 光學(xué)特性參數(shù)。其次從 LED 的驅(qū)動(dòng)電路入手。詳細(xì)的對(duì)現(xiàn)有的照明驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了分析，實(shí)際設(shè)計(jì)了一款展臺(tái)用珠寶照明燈的實(shí)用驅(qū)動(dòng)電路和汽車照明光源，在理論上和實(shí)驗(yàn)中對(duì) LED 代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源進(jìn)行了分析。選用合適的 LED 燈透鏡，整燈裝配，并同實(shí)際測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，使最終的結(jié)果具有實(shí)用性。最后，完成了芯片的測(cè)試工作。理論分析和芯片測(cè)試數(shù)據(jù)。 LED的發(fā)展現(xiàn)狀 1． 2． 1 LED 的發(fā)展 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展 ， 對(duì)能源的需求越來越大 ， 能源危機(jī)加重 。 節(jié)能已經(jīng)成為衡量各項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo) ， 尋找節(jié)能的方式勢(shì)在必行。照明是人類消耗能源的重要方面 ， 某媒體報(bào)道數(shù)據(jù)顯示 ， 使用固體光源 LED 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈照明 ， 將節(jié)約全球照明能耗的 50%以上。 1962 年 ， GE、 Monsanto、 IBM 的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了發(fā)紅光的磷砷化鎵（ GaAsP）半導(dǎo)體化合物 ， 從此可見光發(fā)光二極管步入商業(yè)化發(fā)展進(jìn)程 。 隨后 經(jīng)世界各國的努力研究，便成產(chǎn)出 商用化紅色 LEDGaP 綠色芯片 、 LEDAlGaAsLED、 GaN 基片上研制出的 第 一只藍(lán)色發(fā)光二極管 等等。 LED 發(fā)展歷史已經(jīng)幾十年，但在照明領(lǐng)域的應(yīng)用還是新技術(shù)。 近幾年來，隨著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入， LED 制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)和應(yīng)用，各種顏色的超高亮度 LED 取得了突破性進(jìn)展，其發(fā)光效率提高了近 1000 倍，色度方面已實(shí)現(xiàn)了可見光波段的所有顏色，其中最重要的是超高亮度白光 LED 的出現(xiàn)，使 LED 應(yīng)用領(lǐng)域跨越至高效率照明光源市場成為可能。 白光 LED 的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可超過150lm/W（ 2020 年）。將 LED 與普通白 熾燈、螺旋節(jié)能燈及 T5 三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為 12lm/W，壽命小于 2020 小時(shí)，螺旋節(jié)能燈的光效為 60lm/W，壽命小于 8000 小時(shí)， T5 熒光燈則為 96lm/W，壽命大約為 10000小時(shí)，而直徑為 5 毫米的白光 LED 光效理論上可以超過 150lm/W，壽命可達(dá)到100000 小時(shí)。有人還預(yù)測(cè)，未來的 LED 壽命上限將無窮大。隨著 LED 散熱技術(shù)的改進(jìn)，室外照明 LED 燈、投光燈等大功率 LED 照明燈具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)并開始被大量應(yīng)用。對(duì)色溫和顯色性要求很高的室內(nèi)照明的舞臺(tái)燈、影棚燈等也已實(shí)現(xiàn)巢湖學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 量產(chǎn)并投入應(yīng)用。適用范圍最大、用量也最大的通用照明的 T T T4 燈管和代替白熾燈和節(jié)能燈的螺口球泡燈已形成系列化，使用壽命已高達(dá) 5 萬小時(shí)。 LED 的應(yīng)用市場將更加廣泛，特別在全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下， LED 在照明市場的前景更備受全球矚目，被業(yè)界認(rèn)為在未來 10 年成為最被看好的市場以及最大的市場將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的最大潛力商品。 曾經(jīng)有人指出，高亮度 LED 將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡后，最偉大的發(fā)明之一 。 目前 LED 在 國內(nèi) 發(fā)展迅速，但企業(yè)規(guī)模偏小，產(chǎn)業(yè)鏈不完整 。 我國的 LED 產(chǎn)業(yè)起步于 20 世 紀(jì) 70 年代，經(jīng)過 40 余 年的發(fā)展，現(xiàn)已形成上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊 7個(gè)國家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于景觀照明和普通照明領(lǐng)域，我國已成為世界第一大照明電器生產(chǎn)國和第二大照明電器出口國 。 據(jù)《 20202017 年中國 LED 照明產(chǎn)業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》分析認(rèn)為， LED 照明市場一直被認(rèn)為是 LED 最重要、最具發(fā)展前景的應(yīng)用?？傮w來看，宏觀環(huán)境對(duì)于 LED 照明應(yīng)用的發(fā)展非常有利，主要表現(xiàn)為： 1)節(jié)能減排成為全球關(guān)注的議題并得到積極推進(jìn) 。2)傳統(tǒng)光源技術(shù)成長緩慢，面臨發(fā)展瓶頸 。3)LED 照明技術(shù)進(jìn)步與成本不斷降低，長期市場障礙已不大。 1． 2． 2 LED 的應(yīng)用領(lǐng)域 LED 光源與傳統(tǒng)光源相比較，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：超長壽命，可達(dá)幾萬小時(shí)，傳統(tǒng)光源一般為幾千小時(shí)；結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，沒有鎢絲、玻殼等容易損壞的部件，具有極高的抗震性能；響應(yīng)速度快，光通上升時(shí)間短；對(duì)點(diǎn)燈線路要求低，易實(shí)現(xiàn)調(diào)光和智能控制；耐開關(guān)沖擊，適用于頻繁開關(guān)場合；高效節(jié)能，現(xiàn)有光效已經(jīng)超過白熾燈，理論光效可達(dá) 2020m／ W；不含汞、鉛等有害物質(zhì)，沒有污染，綠色環(huán)保。 作為光電產(chǎn)業(yè)近年來最熱門的領(lǐng)域 ， 2020 年， 我國 LED 應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模 達(dá) 2340億， 總