【正文】 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣 電子工程 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的 白光 LED燈驅(qū)動(dòng)電路 ，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè) 能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。在輸入供電但輸出未連接任何 LED 陣列的情況下，輸出電壓將會(huì)上升到和輸入電壓相等。當(dāng) DIM2為高電平時(shí)，則禁止電流輸出。通過將 DIM2連接到可選 NFET Q1的柵極， DIM2為 PWM調(diào)光提供了第二種方法，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)上沒有列出 Q1，所以必須為執(zhí)行 DIM2的功能添加 Q1。最大的 PWM調(diào)光頻率應(yīng)至少比 LM3402/LM3402HV的開關(guān)頻率第一個(gè)數(shù)量級(jí)。例如，為設(shè)定 350mA的 LED電流，最接近 5%誤差的電阻為 。采用48V 輸入電壓供電時(shí)，維持 LED的平均電流 If在 345mA到 355mA范圍以內(nèi)，紋波電流將不會(huì)超過 70mA頂峰值。 采用 LM3402 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)單個(gè) LED，可提供 350mA 的恒定電流，其電壓約 (使用 InCaN技術(shù)的白光、藍(lán)光和綠光 LED的典型值 )。當(dāng)使用 LM3402時(shí)，可以接受范圍在 642V的輸入電壓，當(dāng)使用引腳兼容的 LM3402HV時(shí)，輸入電壓的上限可達(dá)到 75V。因單個(gè)鋰離子電池的電壓范圍為 ~，其標(biāo)稱電壓值 為 ，如果白光 LED的正向電壓低于 3V，電池即可直接驅(qū)動(dòng)白光 LED電路（無需升壓），從而減少部件數(shù)量和降低成本。需要精確電流匹配的應(yīng)用（如彩色 LCD顯示等），可以使用內(nèi)部匹配恒流 LED驅(qū)動(dòng)器。相反，較低的限流電阻值將提供較高的效率，但白光 LED的電流（亮度）匹配效果較差。大多數(shù)并聯(lián)白光 LED 都采用恒壓或恒流白光 LED 驅(qū)動(dòng)器，而驅(qū)動(dòng)器的采用取決于具體的應(yīng)用要求。白光 LED 具有類似普通二極管的正向電壓和電流特性。提升并調(diào)節(jié)電池電壓的驅(qū)動(dòng)器可以是開環(huán)或閉環(huán)控制器、電荷泵，或帶有電壓或電流輸出功能的 電感變換器。以移動(dòng)電話為例，它使用了 3~4只白光 LED， 然而一般鋰離子電池放電時(shí)的電壓經(jīng)常低于 ，為了符合白光LED ，必須借助于升壓電路才能獲得預(yù)期的效果。如 MTGF2406FMNHSGW液晶顯示器組件（ WTS）、采用 240 64像素的液晶顯示屏和 T6963C型顯示控制器（東芝）均以白光 LED作為背景光源。由此可見，白光 LED的紫藍(lán)光管芯、熒光材料乃至光學(xué)透鏡均可影響其發(fā)光效率。采用多只白光 LED串聯(lián)使用的方案有利于提高驅(qū)動(dòng)電路的整體效率，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)這一方法將會(huì)受到以下兩方面的限制： ① 驅(qū)動(dòng)電路的最高輸出電壓通常較為有限值，所以同一支路中白光 LED的串聯(lián)個(gè)數(shù)不可能太多。 驅(qū)動(dòng)電源效率 無論是車載、便攜還是手持電子設(shè)備的設(shè)計(jì)，電源效率都是一個(gè)不可忽視的重要問題。白光LED 的亮度調(diào)整仍可采用在反饋節(jié)點(diǎn)引入外加控制電流可將脈寬調(diào)制信號(hào)送入關(guān)斷控制端這兩種方法。 MAX1848 還可同時(shí)驅(qū)動(dòng)三路并聯(lián)負(fù)載，每路負(fù)載包括兩個(gè)串聯(lián)的白光 LED。事實(shí)上，以電感器作為儲(chǔ)能元件的電感升壓式開關(guān)換器，在電壓提升的效能方面優(yōu)于電荷泵式變換器。 S8813 與 LM2794 的結(jié)構(gòu)相近，但恒流原理屬脈沖頻率調(diào)制型。若欲調(diào)整白光 LED的亮度，仍可在其關(guān)斷控制端加入脈寬調(diào)制信號(hào)，也可采用引入外部電流的方式改變其反饋閾值。其最大的特色在于電源電壓超過某個(gè)閾值時(shí)會(huì)自動(dòng)切換內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)以取得更高的電源變換頻率。 LTC3200 的反饋閾值電壓則可由“引腳編程”方式設(shè)定為 200mV、 400mV 或600mV(第四種編程組態(tài)為“關(guān)斷” )，若以 PWM 信號(hào)令其間歇進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，便可平滑調(diào)節(jié)白光 LED的亮度而不致產(chǎn)生明顯的“色偏”。 LM3354的開關(guān)工作頻率為 1MHz，故而可以采用較小的開關(guān)電容器。 MAX1916 和 LX1190 是兩種較為常見的恒流源集成電路。 從實(shí)用的角度來看，對(duì)于電源電壓較高的車載設(shè)備，由于多個(gè)白光 LED 可以串聯(lián)使用，所以采用配有脈寬調(diào)制器的集電極開路（ OC）或電流鏡輸出級(jí)即可構(gòu)成簡(jiǎn)單的 LED 驅(qū)動(dòng)器。由于 LED 的光子發(fā)射源于電子、空穴對(duì)的復(fù)合，故其發(fā)射速率以及發(fā)光強(qiáng)度均與 LED的正向電流成比例。對(duì)于采用 LDO電路的驅(qū)動(dòng)器，無需外圍組件及價(jià)位低是它的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率略低，并且電池往往不能用 到終止放電電壓就要充電。 ⑨ 使用方便，價(jià)位低。 ⑤ 白光 LED 的最大電流 ILED 可設(shè)定，使用 過程中可調(diào)節(jié)白光 LED 的亮度（亮度調(diào)節(jié)）。 ② 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)有高的功率轉(zhuǎn)換效率，以提高電池的壽命或兩次充電之間的時(shí)間間隔。 4:開機(jī)時(shí)閃耀 。待機(jī)功耗非常低 。 PWM控制式開關(guān)電源 目前來說 ,PWM 控制方式設(shè)計(jì)的 LED 電源是比較理想的 ,因?yàn)檫@種開關(guān)電源的輸出電壓或電流都很穩(wěn)定 .電源轉(zhuǎn)換效率極高 ,一般都可以高達(dá) 80%~90%,并且輸出電壓、電流十分穩(wěn)定 .這種方式的 LED 電源主要由四部分組成它們分別是 :輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、 PWM穩(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分 .而且這種電路都有完善的保護(hù)措施 ,屬于高可靠性電源 。 電子變壓器降壓 這種電源結(jié)構(gòu)不足之處是轉(zhuǎn)換效率低 ,電壓范圍窄 ,一般 180~240V,波紋干擾大 。 （ 2） 穩(wěn)壓電路雖然不怕負(fù)載開路 ,但是嚴(yán)禁負(fù)載完全短路 。 （ 2） 恒流電路雖然不怕負(fù)載短路 ,但是嚴(yán) 禁負(fù)載完全開路 。在繼續(xù)倡導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)的同時(shí)，要發(fā)揮企業(yè)特別是民營(yíng)企業(yè)的主體作用，使企業(yè)真正成為這個(gè)工程的投資主體、實(shí)施主體、受益主體。尤其是封裝已在國(guó)際市場(chǎng)上占有相當(dāng)大的份額，我國(guó)生產(chǎn)的紅光、黃光半導(dǎo)體燈在全球最有競(jìng)爭(zhēng)力，優(yōu)勢(shì)就在于封裝。 第二，我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域已具備一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。美國(guó)的年照明用電為 6000億千瓦時(shí)，約占用電總量的 20％。同時(shí)，我國(guó)科技部也啟動(dòng)了半導(dǎo)體照明示范工程項(xiàng)目，旨在建設(shè)一批具有代表性的工程，例如廈門鼓浪嶼亮化工程，通過政府采購(gòu)來推動(dòng)半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的應(yīng)用，并在應(yīng)用過程中逐步解決標(biāo)準(zhǔn)系列化 的問題。 為順應(yīng)半導(dǎo)體照明 —— 白光 LED這一世界高新技術(shù)發(fā)展潮流，我國(guó)已于 2021年 6月 17日成立了國(guó)家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，科技部 會(huì)同信息產(chǎn)業(yè)部、建設(shè)部、教育部、中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等行業(yè)和地方，開始共同啟動(dòng)半導(dǎo)體照明工程。 我國(guó)在超高亮度和白光 LED領(lǐng)域已具備一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但是，照明工業(yè)也存在大而不強(qiáng)的浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣 電子工程 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 問題，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。 ，而普通節(jié)能燈幾乎可照射 360176。 白光 LED燈的缺點(diǎn) （ 1） LED 燈具在交流電驅(qū)動(dòng)下和普通白熾燈一樣會(huì)有頻閃現(xiàn)象，而普通節(jié)能燈沒有頻閃現(xiàn)象。這就是說：它消耗的電不超過 。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣 電子工程 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 白光 LED燈的 特點(diǎn) 白光 LED燈的優(yōu)點(diǎn) LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。 普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價(jià)格便宜，但光效低（燈的熱效應(yīng)白白耗電），壽命短，維護(hù)工作量大，但若用白光 LED作照明，不僅光效高，而且壽命長(zhǎng)（連續(xù)工作時(shí)間 1000小時(shí)以上），幾乎無需維護(hù)。對(duì)白光 LED：在 1998年，白光 LED的光效只有 5流明／瓦，到了 1999年已達(dá)到 15流明／瓦，這一指標(biāo)與一般 家用白熾燈相近，而在 2021年時(shí)，白光 LED的光效已達(dá) 25流明／瓦，這一指標(biāo)與鹵鎢燈相近。第一種方法產(chǎn)生白光的系統(tǒng)如圖１所示，圖中 LED ＧａＭ芯片發(fā)藍(lán)光（ λ ｐ =465nm），它和 YAG（釔鋁石榴石）熒光粉封裝在一起，當(dāng)熒光粉受藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光，結(jié)果，藍(lán)光和黃光混合形成白光（構(gòu)成ＬＥＤ的結(jié)構(gòu)如圖２所示）。上述兩 種模式的白光，都需要藍(lán)色光，所以攝取藍(lán)色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù)，即當(dāng)前各大 LED制造公司追逐的 “ 藍(lán)光技術(shù) ” 。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因?yàn)榘坠獠皇菃紊猓怯啥喾N單色光合成的復(fù)合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機(jī)中的白色光也是由三基色紅、綠、藍(lán)合成。經(jīng)過近 30 年的發(fā)展，現(xiàn)在大家十分熟悉的ＬＥＤ，已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種色光?，F(xiàn)在，對(duì)于 InGaN/YAG白色 LED，通過改變 YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫 350010000K的各色白光。這種 LED 是將 GaN芯片和釔鋁石榴石（ YAG）封裝在一起做成 。而在新設(shè)計(jì)的燈中， Lumileds公司采用了 18個(gè)紅色 LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電 14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成 PN結(jié)的材料決定的。LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上 ，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。 LED技術(shù)的發(fā)展引起了國(guó)內(nèi)外光源界的普遍關(guān)注，現(xiàn)在成為具有發(fā)展前景和影響力的一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品。高亮度的白光 LED的開發(fā)成功，使得 LED在照明領(lǐng)域得以推廣應(yīng)用，使照明技術(shù)面臨一場(chǎng)新的革命?！爸袊?guó)綠色照明工程”的宗旨是節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，提高照明質(zhì)量，是要在我國(guó)發(fā)展和推廣高效照明器具，節(jié)約照明用電，建立優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、有意環(huán)境和改善人們生活質(zhì)量，提高工作效率、照明環(huán)境的更高要求和減少環(huán)境污染的需要。 Highefficiency。本設(shè)計(jì)采用單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路。浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣 電子工程 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 白光 LED 燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 摘 要 對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。本文介紹了一種照明用 LED高效驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方法。 Lighting。綠色照明的質(zhì)量和水平已成為人類社會(huì)現(xiàn)代化程度的一個(gè)重要標(biāo)志之一，成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要的措施。 LED是一種可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體發(fā)光器件，屬于固態(tài)光源。LED 不僅可用于大型廣告顯示屏、建筑和交通照明、城市重點(diǎn)建筑的夜景照明光源，而且正在迅速成為非豪華汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置，白光 LED已經(jīng)成為便攜式電子產(chǎn)品顯示屏的 主要光源，并朝著日常照明應(yīng)用的方向發(fā)展。 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣 電子工程 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 第一章 緒 論 LED的結(jié)構(gòu)以及發(fā)光原理 LED（ Light Emitting Dio