【正文】 所以我再次感謝老師和我的同學(xué)們。全部電路連接好，主電路上電，觀察輸出電壓。系統(tǒng)組合、調(diào)試過(guò)程要驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。對(duì)于電位器等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。電源程序可以實(shí)現(xiàn)短路自動(dòng)保護(hù)，排除短路路后又自動(dòng)恢復(fù)。外接電容Cl、C2，電阻R3組成的頻率校正網(wǎng)路，以防止放大器發(fā)生自激。圖45 時(shí)間控制電路反饋信號(hào)由分壓電阻和電流采樣電阻得到。的絕對(duì)值升高，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占空比減小，從而實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制的目的。14腳：基準(zhǔn)5V電壓輸出，用于為各電路提供基準(zhǔn)電壓值，最大電流10mA。7腳：接地端。TL494的集成電路內(nèi)集成有一個(gè)振蕩器OSC、兩個(gè)比較器(死去時(shí)間控制比較器和PWM比較器)、一個(gè)觸發(fā)器FF、兩個(gè)與門(mén)和兩個(gè)或非門(mén)、一個(gè)或門(mén)、一個(gè)+5V基準(zhǔn)電源，兩個(gè)NPN輸出功率放大用開(kāi)關(guān)晶體管[16]。應(yīng)按變壓器絕緣系統(tǒng)的要求選擇相應(yīng)的絕緣材料。選擇導(dǎo)線材料時(shí)，要考慮以下幾點(diǎn)：(1)工作溫度，繞組線和引出線有不同的使用溫度，應(yīng)按變壓器的最高工作溫度來(lái)選擇符合要求的導(dǎo)電材料；(2)工作電流，這是選擇導(dǎo)線直徑的基本依據(jù)；(3)工作頻率，在高頻下由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響使導(dǎo)線的損耗電阻增加，選擇導(dǎo)線必須考慮減小這種影響；(4)導(dǎo)線直徑小于兩倍穿透深度。(3)較高的居里溫度居里溫度是表示磁性材料失去磁特性的溫度，一般材料的居里溫度在200oC以上，但是變壓器的實(shí)際工作溫度不應(yīng)高于80oC，這是因?yàn)樵?00oC以上時(shí)，其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs,己跌至常溫時(shí)的70%。變壓器磁芯可傳遞的功率容量與ACBSf成比例，越小衄就越大，變壓器體積就可縮小。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源用鐵氧體磁性材料應(yīng)滿足一下要求如下：(1)具有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。磁性材料有軟磁和硬磁之分，在開(kāi)關(guān)變壓器磁芯應(yīng)用的是軟磁材料。而C。副邊的漏感L2折合到原邊，和原邊的漏感L1和為變壓器的等效漏感LS。使電流連續(xù)的電感臨界值，取輸出電壓最低，電流最小時(shí)的情況，因?yàn)榇藭r(shí)電流最不容易連續(xù)[7]：變壓器是電源的核心器件之一，主要作用有：磁能轉(zhuǎn)換、電壓變換和絕緣隔離。在同一磁芯上繞兩個(gè)匝數(shù)相等的線圈，電源往返電流在磁芯中產(chǎn)生大小相等、方向相反的磁通。主電路如圖313所示。就效率而言，以E133變壓器為例，在工作頻率為50kHz、溫升500C時(shí)，全波～，橋式～，橋式～。但是這種電路還是很少被采用，主要原因有兩個(gè)：一是受開(kāi)關(guān)晶體管電壓額定值的限制，理論上晶體管集電極與發(fā)射極的峰值電壓應(yīng)為坼r=，但實(shí)際上在正式產(chǎn)品中，假如不能保證ECE=，產(chǎn)品損壞率將會(huì)增高，這樣有可能選不出合適的晶體管：二是變壓器的磁芯飽和問(wèn)題。使開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)繞組在一個(gè)周期內(nèi)交替受到極性相反的輸入電壓激勵(lì)。圖36 典型板橋市變換電路半橋式變換電路是雙端電路，在一個(gè)周期內(nèi)，BGl和BG2交替導(dǎo)通，其集電極電位一個(gè)上升，另一個(gè)則下降。反之，當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，脈寬調(diào)制器輸出脈沖的寬度變窄，因而導(dǎo)通時(shí)間縮短，N1中儲(chǔ)能減小，于是輸出電壓降低，以補(bǔ)償其上升部分[12]。圖31 開(kāi)關(guān)電源原理框圖開(kāi)關(guān)型功率變換器是開(kāi)關(guān)電源的主電路，開(kāi)關(guān)電源的能量轉(zhuǎn)換，電壓變換就由它來(lái)承擔(dān)。因此，還是使用隔離驅(qū)動(dòng)器為好。因此，究竟用脈沖驅(qū)動(dòng)還是用直流驅(qū)動(dòng)要根據(jù)具體情況而定[4]。(3) 交流變換器型驅(qū)動(dòng)器交流變換器型驅(qū)動(dòng)器是把輸入的交流市電整流后經(jīng)過(guò)高頻變換變壓限流驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管工作，這種驅(qū)動(dòng)器有高頻變壓器做隔離，因此輸出端是安全的，并且輸出端的電壓不受輸入電壓的制約，可以按照所需要串聯(lián)的發(fā)光管數(shù)任意設(shè)計(jì)，應(yīng)用靈活，其他優(yōu)缺點(diǎn)和直流變換器型驅(qū)動(dòng)器相同。(1) 交流串聯(lián)降壓型驅(qū)動(dòng)器交流串聯(lián)降壓型驅(qū)動(dòng)器[2]把輸入的交流市電整濾波后直接用開(kāi)關(guān)器件和電抗性器件對(duì)輸入的高電壓進(jìn)行降壓限流。輸入直流低電壓時(shí)所用的發(fā)光管數(shù)量少可以選用降壓驅(qū)動(dòng)器也可以選用升壓驅(qū)動(dòng)器，盡量串聯(lián)不并聯(lián)或者少并聯(lián)發(fā)光管。串聯(lián)降壓驅(qū)動(dòng)器比較適合用于輸入電壓和負(fù)載管壓降差別不太大的情況下驅(qū)動(dòng)發(fā)光管。如果使用的管數(shù)較多時(shí)全部串聯(lián)不可能，也只好連串帶并，但各串并聯(lián)管之間必須要有均流措施，最簡(jiǎn)單的均流措施就是在每一串并聯(lián)管中串聯(lián)一個(gè)電阻n們牽制電流的偏移。圖23 并聯(lián)（左）和串連（右）發(fā)光管實(shí)際制作半導(dǎo)體燈時(shí)，常常使用多只發(fā)光管，這就有個(gè)發(fā)光管的連接方式問(wèn)題。因此，在比較了價(jià)格和單個(gè)LED的流明及效率后，本設(shè)計(jì)選用普通的草帽LED，預(yù)計(jì)使用100個(gè)。 LED的選擇目前普通的草帽白光LED(直徑5mm，—，工作電流lO20mh)，單個(gè)光通量在451m，—。(2)發(fā)光二極管有負(fù)溫度系數(shù)的勢(shì)壘電勢(shì)。LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到白光1。發(fā)光的波長(zhǎng)取決于材料的禁帶寬度，所以選用不同禁帶寬度的半導(dǎo)體材料，就可以制造出發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管。場(chǎng)致發(fā)光又成為電致發(fā)光，根據(jù)發(fā)光原理的區(qū)別，場(chǎng)致發(fā)光有本征場(chǎng)致發(fā)光和注入式場(chǎng)致發(fā)光之分，半導(dǎo)體發(fā)光二極管的發(fā)光為注入式發(fā)光，是一種固體在電場(chǎng)作用下直接發(fā)光的一種現(xiàn)象。(3)有熱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)好的燈體。在避免電磁干擾的情況下，縮小儲(chǔ)能器件的體積，提高效率依然是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。 LED驅(qū)動(dòng)電路現(xiàn)狀 基于發(fā)光二極管的半導(dǎo)體照明光源與燈具的制造是下游產(chǎn)業(yè)。(6) 逐步取代傳統(tǒng)照明燈具?，F(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于象博物館、展示廳這樣對(duì)光源的顏色、輻射等指標(biāo)要求高的場(chǎng)所照明。傳統(tǒng)的LED光源集中應(yīng)用領(lǐng)域：汽車市場(chǎng)、背景光源市場(chǎng)、交通信號(hào)燈市場(chǎng)[3]。對(duì)于需要多個(gè)管子串聯(lián)和并聯(lián)工作的情況來(lái)說(shuō)，個(gè)體之間的差異性也是驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的考慮因素之一。開(kāi)啟后的區(qū)域?yàn)檎蚬ぷ鲄^(qū)，正向電流IF，和外加電壓呈指數(shù)關(guān)系[8]： 式中IF。即發(fā)光亮度與正向電流成正比。 LED基本特性介紹半導(dǎo)體發(fā)光二極管是常用電子元件二極管中的一種類型。為了解決這些問(wèn)題不僅要開(kāi)發(fā)新的可替代清潔能源，還要大大提高能源的利用效率。關(guān)鍵詞：LED照明。 本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))LED照明開(kāi)關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)目 錄第一章 緒論 2 2 LED基本特性介紹 2 LED的照明應(yīng)用現(xiàn)狀 4 LED驅(qū)動(dòng)電路現(xiàn)狀 5 6第二章 LED原理及驅(qū)動(dòng)分析 7 LED發(fā)光原理 7 8 LED的選擇 9 10 LED驅(qū)動(dòng)器介紹 11 11 12 LED的直流驅(qū)動(dòng)和脈沖驅(qū)動(dòng)選擇 13第三章 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 14 14 15 16 17 18 19 20 2電容的計(jì)算 22 22 22 24 25 25 26 26第四章 控制電路設(shè)計(jì) 28 28 29 30 31 31 31 32第五章 LED布陣及系統(tǒng)調(diào)試 33 33 33 33 34 34 34 34致 謝 35參考文獻(xiàn) 36 摘 要LED照明在日常的生產(chǎn)、生活中，因其具有節(jié)能、長(zhǎng)壽、安全、環(huán)保、色彩豐富、體積小、耐閃爍、可靠性高、調(diào)控方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，正作為一種新型照明光源獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)電源。人們?nèi)粘Ｏ哪茉粗?0%是電能，各種照明用電則是電能的重要組成部分，大約占全球19的電力。發(fā)光二極管又叫光發(fā)射二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)ED)，是一種可將電能變?yōu)楣饽艿囊环N器件，屬于固態(tài)光源。另外，工作電流對(duì)光的顏色有一定的影響，隨著電流改變不僅亮度會(huì)發(fā)生變化，顏色也會(huì)跟著變化。為反向飽和電流。 對(duì)于照明應(yīng)用，超高亮度白光LED才是目標(biāo)器件。近年來(lái)高光效、高亮度的白色LED的開(kāi)發(fā)成功，使得LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。(4) 室內(nèi)裝飾照明。隨著大功率、高光效、高顯色性的自光LED照明燈具的研發(fā)和逐步投產(chǎn)，使其照度不斷提高而成本不斷降低，LED照明將成為未來(lái)照明的主體，逐步取代白熾燈和熒光燈。驅(qū)動(dòng)電路屬于下游產(chǎn)業(yè)中技術(shù)含量較高的領(lǐng)域。隨著新技術(shù)的成熟，LED驅(qū)動(dòng)控制將與電源技術(shù)、太陽(yáng)能等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合。LED在照明過(guò)程中，同樣會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，特別是多個(gè)LED組裝工作時(shí)，就有考慮其散熱問(wèn)題。半導(dǎo)體發(fā)光二極管發(fā)光原理：發(fā)光二極管是有III一IV族化合物，如GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的?，F(xiàn)在常見(jiàn)的有紅、黃、綠、藍(lán)發(fā)光二極管，其中藍(lán)色發(fā)光二極管生產(chǎn)的技術(shù)要求較高，因此價(jià)格高，使用不是很普遍。這種通過(guò)藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。發(fā)光二極管上施加的正向電壓低于某個(gè)電壓值時(shí)發(fā)光二極管不導(dǎo)電，但外加電壓一旦超過(guò)這一電壓值時(shí)發(fā)光二極管的電流就會(huì)隨著外加電壓的變化急劇增加，對(duì)外電路呈現(xiàn)很低的動(dòng)態(tài)電阻，這一電壓值就是發(fā)光二極管的勢(shì)壘電勢(shì)，不同顏色的發(fā)光管其勢(shì)壘電勢(shì)不同。單個(gè)食人魚(yú)1w的LED(扁平狀，—，工作電流300—350mA)，光通量在30501m，售價(jià)為20元以上。而單個(gè)1w以上的大功率LED是大勢(shì)所趨，所以本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電源，要能方便的調(diào)整輸出電壓，以適應(yīng)不同的工作電路。對(duì)于發(fā)光管來(lái)說(shuō)，應(yīng)該優(yōu)先選用串聯(lián)連接，如圖23。電阻上的壓降太大，使功耗增加，壓降太小則均流效果不好，一般可以取串聯(lián)LED燈總壓降的5%左右。這種驅(qū)動(dòng)器的主要缺點(diǎn)是一旦主開(kāi)關(guān)器件損壞大電流會(huì)直接通過(guò)發(fā)光管使發(fā)光管燒毀。如果發(fā)光管數(shù)量多應(yīng)該選用升壓驅(qū)動(dòng)器，也是盡量串聯(lián)不并聯(lián)或者少并聯(lián)發(fā)光管[6]。這種驅(qū)動(dòng)器和直流降壓驅(qū)動(dòng)器具有同樣的優(yōu)缺點(diǎn)，適合串聯(lián)驅(qū)動(dòng)多只發(fā)光管。變換效率約90%。如果用脈沖驅(qū)動(dòng)發(fā)光管，一般不會(huì)縮短發(fā)光管的使用壽命發(fā)光管是一種量子器件適合高速工作，這正是發(fā)光管的優(yōu)點(diǎn)之一。交流變換器型驅(qū)動(dòng)器變換效率較高，從節(jié)能的角度來(lái)說(shuō)，更有意義。在直流變換器的基礎(chǔ)上，由于高頻脈沖技術(shù)及開(kāi)關(guān)變換技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了推挽式開(kāi)關(guān)型功率變換器，全橋式功率變換器，半橋式功率變換器，單端正激式功率變換器，單端反激式功率變換器，快速磁放大器式開(kāi)關(guān)型功率變換器等。正激電路原理圖如圖34所示，正激電路和反激電路相比，變壓器T的次級(jí)繞組IV，的極性連接正好相反，它是在BG導(dǎo)通時(shí)通過(guò)Dl向負(fù)載傳遞能量并在電感L中儲(chǔ)能。隨著B(niǎo)Gl和BG2的導(dǎo)通和截止，在電容C1和C上極性相反的電壓分別施加于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)繞組上。開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)繞組經(jīng)過(guò)整流和濾波，輸出所需要的直流電壓。由于推挽式電路的特殊結(jié)構(gòu)，極易發(fā)生磁飽和，為了避免飽和現(xiàn)象，要增加相應(yīng)的輔助電路，并要求兩只晶體管的特性參數(shù)高度一致，這很難辦到。表31各種電路的比較電路優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)功率適用場(chǎng)合反激電路簡(jiǎn)單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單適合小功率，變壓器單向激磁，利用率低幾瓦～幾十瓦小功率電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備電源。圖313 驅(qū)動(dòng)電源主電路在電源進(jìn)線端通常采用如圖313所示電路。Ll、L2對(duì)于相線與地線問(wèn)共模信號(hào)，呈現(xiàn)為一個(gè)大電感。在開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)作用下，變壓器性能的好壞不僅影響變壓器自身發(fā)熱和效率，而且還會(huì)影響到開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)性能和可靠性，所以在設(shè)計(jì)制作時(shí)，對(duì)磁芯材料的選擇，磁芯與線圈的結(jié)構(gòu)，繞制工藝等都要周密考慮。 圖314 變壓器的漏感