【正文】
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Protel99SE自學(xué)手冊[M]. 北京:人民郵電出版社,2008畢業(yè)設(shè)計小結(jié)大學(xué)的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束,在這四年的學(xué)習(xí)生活中,我們系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課,而畢業(yè)設(shè)計就是要我們綜合應(yīng)用以前所學(xué)的各門專業(yè)知識課程,并且要有很強的動手能力。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,LED由于環(huán)保、壽命長、光電效率高等眾多優(yōu)點,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,LED驅(qū)動電源的設(shè)計對LED的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,所以LED驅(qū)動電源的發(fā)展具有很好的前景??偨Y(jié)與展望 由于時間上的關(guān)系,本設(shè)計的技術(shù)參數(shù)和很多相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)并沒有通過具體實驗的有力驗證。 保護電路的設(shè)計保護電路分為欠壓保護和過流保護。光電三級管接受光照后就產(chǎn)生光電流I2,從而實現(xiàn)電信號的傳輸。IR2110的優(yōu)點,給實際系統(tǒng)設(shè)計帶來了極大方便,特別是自舉懸浮驅(qū)動電源大大簡化了驅(qū)動電源設(shè)計,只用一路電源即可完成上下橋臂兩個功率開關(guān)器件的驅(qū)動。 圖45中HIN和LIN為逆變橋中同一橋臂上下兩個功率MOS的驅(qū)動脈沖信號輸入端。圖 45 IR2110引腳排列圖和內(nèi)部功能原理圖 IR2110包括:邏輯輸入、電平轉(zhuǎn)換、保護、上橋臂側(cè)輸出和下橋臂側(cè)輸出。圖 43 SG3525工作過程 基于SG3525A的PWM控制電路的設(shè)計SG3525A控制芯片的輸入電壓工作范圍是8~35 V,通常可取+15 V;振蕩頻率是100~500kHz ,芯片的腳5和腳7間串聯(lián)一個電阻Ra就可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)死區(qū)時間。其結(jié)果是,所有的輸入為負時,輸出為正。腳1 及腳2 分別為芯片內(nèi)誤差放大器的反相輸入端、同相輸入端。該轉(zhuǎn)換器易于實現(xiàn),且在峰值電流模式控制時無需進行反饋補償沒計。驅(qū)動電路輸出電壓高,不利于設(shè)計制造;無容錯設(shè)計,一個LED失敗,所有LED均不亮;恒壓驅(qū)動時可靠性低。斷開一串LED后,如果采取穩(wěn)壓方式驅(qū)動,驅(qū)動器的輸出電流將減小,而不影響余下所有LED的正常工作。 圖312 LED采用全部并聯(lián)方式的連接圖在需要使用比較多的LED的應(yīng)用中,如果將所有LED串聯(lián),將需要LED驅(qū)動器輸出較高的電壓。2. LED采用全部并聯(lián)方式在并聯(lián)設(shè)計中,多只LED由具備獨立電流的驅(qū)動電路來驅(qū)動。當(dāng)某一只LED品質(zhì)不良短路時,如果采用穩(wěn)壓方式驅(qū)動,由于驅(qū)動器輸出電壓不變,那么分配在剩余的LED兩端的電壓將升高,驅(qū)動器的輸出電流將增大,容易損壞余下所有的LED。其工作原理為:220V交流電經(jīng)過EMI濾波電路,過濾掉電網(wǎng)中的雜波。圖 38 輸出平滑電路由于輸出高頻變壓器輸出脈沖電壓頻率達100KHz,故要求輸出整流二極管具有快速恢復(fù)特性,故選用超快速恢復(fù)二極管,根據(jù)輸出電壓及電流參數(shù)選用philips公司的BYV32200二極管,其技術(shù)參數(shù)如下:最高反向工作電壓:200V;整流電流:20A;反向恢復(fù)時間:35nS. 其中D為2倍占空比,即D=;K為波形系數(shù),Ns為高頻變壓器二次繞組匝數(shù),Np為一次繞組匝數(shù)。半橋式逆變電路一個橋臂由開關(guān)管SS2(SS2是兩個帶反并聯(lián)二極管VDVD2的MOSFET管)組成,另一個橋臂由電容CC2(CC2是容量相等的兩個電解電容)組成。u經(jīng)過橋式整流和CI濾波,在u=umin情況下的輸入電壓波形如圖36所示。令每單位輸出功率(W)所需輸入濾波電容器容量(μF)的比例系數(shù)為k,當(dāng)交流電壓u=85~265V時,應(yīng)取k=(2~3)μF/W;當(dāng)交流電壓u=230V(1177。這是因為此類管子的價格低廉,且按照耐壓值“寧高勿低”的原則,能提高整流橋的安全性與可靠性。硅整流橋有4個引出端,其中交流輸入端、直流輸出端各兩個。因此,整流橋?qū)嶋H通過的是窄脈沖電流。在理想情況下,整流橋的導(dǎo)通角本應(yīng)為180176。圖33示出一種兩級復(fù)合式EMI濾波器的內(nèi)部電路,由于采用兩級(亦稱兩節(jié))濾波,因此濾除噪聲的效果更佳。它的兩個線圈分別繞在低損耗、高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁環(huán)上,當(dāng)有電流通過時,兩個線圈上的磁場就會互相加強。若從形成特點看,噪聲干擾分串模干擾與共模干擾兩種。隔離、驅(qū)動電路: (1)隔離的作用:將驅(qū)動電路的控制部分與主電路隔離,避免主電路中的強電干擾控制電路中的弱信號??傮w電路圖如附錄一所示。恒流電源可消除正向電壓變化所導(dǎo)致的電流變化。當(dāng)電壓超過某一值后,正向電流隨電壓迅速增加,發(fā)光。由此圖可以得到半值角或視角值。若在該方向上輻射強度為(1/683)W/sr時,則發(fā)光強度為1坎德拉(符號為cd)。 (3)最大反向電壓VRm:所允許加的最大反向電壓。因此它具有一般pn結(jié)的IN特性,即正向?qū)ǎ聪颡そ刂?、擊穿特性?LED是一種半導(dǎo)體器件,與普通二極管一樣具有pn結(jié),由于LED光源的功率相對較大,所以,與功率半導(dǎo)體相同,需要考慮散熱問題。 LED的響應(yīng)時間很短,能按要求保證多個光源之間或一個光源不同區(qū)域之間的工作切換。(5) 光色單純,種類多。(2) 環(huán)保。LED與普通半導(dǎo)體二極管一樣是一種允許電流單向?qū)ǖ钠骷?,使LED的負載電流能夠在各種因素的影響下都能控制在預(yù)先設(shè)計的水平上。目前許多色別的LED都達到了燭光級水平,相信隨著器件結(jié)構(gòu)的改進和發(fā)展效率的提高,今后LED發(fā)展的主流是LED照明光源。LED照明應(yīng)用上的限制在于LED有固定的正向壓降,電流也有上限(工作電流是影響LED壽命的主要因素)。也因如此,LED照明現(xiàn)已成為具有發(fā)展前景和影響力的一項高新技術(shù)產(chǎn)品。因此對驅(qū)動電源的設(shè)計提出了嚴(yán)格要求。由于光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,屬于典型的綠色照明光源,采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明產(chǎn)品,可以提高人們的工作、學(xué)習(xí)、生活的條件與質(zhì)量。關(guān)鍵詞:LED ,效率高,恒流源驅(qū)動Abstract LED (Light Emitting Diode) lightemitting diode that is a light can be converted to electrical energy and diode characteristics with electronic devices. LED energy saving, environmental protection, solid structure, long life, small size, high luminous efficiency, high color, low voltage, low power consumption. Since there is no ultraviolet and infrared spectra, neither heat nor radiation, typical of the green lighting, the use of high efficiency, long life, security, stability and performance lighting products, can improve people39。LED照明每瓦流明數(shù)可達到120lm。在LED光源及市場開發(fā)中,極具發(fā)展與應(yīng)用前景的是白光LED。隨著硅集成電路電源電壓的直線下降,LED 工作電壓越來越多地處于電源輸出電壓的最佳區(qū)間,大多數(shù)為低電壓 IC 供電的技術(shù)也都適用于為LED。LED是一種半導(dǎo)體二極管,與普通半導(dǎo)體二極管一樣有兩個電極(正極和負極)。LED具有電壓低、電流小、亮度高的特性。而普通白熾燈的壽命約為1000h,熒光燈、金屬鹵化物燈的壽命也不超過10000h。 LED光源使用低電壓驅(qū)動,發(fā)光穩(wěn)定,沒有采用50HZ交流電供電時的頻閃現(xiàn)象,沒有紫外線B波段,Ra值接近100,色溫為5000K,接近太陽的色溫5500K。(1) 功耗低。如果將幾十個單體LED組合,其成本將大大增加。超過此值,LED發(fā)熱、損壞。由圖22可見,無論用什么材料制成的LED,其光譜分布曲線都有一個相對光強度最大處(光輸出最大),有一個與之對應(yīng)的波長,此波長叫峰值波長,用λ0表示。圖23給出的二只不同型號發(fā)光二極管發(fā)光強度角分布的情況。在外界溫度升高時,VF將下降。所以對驅(qū)動電路的設(shè)計尤其的重要。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。輔助電路:提供所有單一電路的不同要求電源。 電源噪聲是電磁干擾的一種,其傳導(dǎo)噪聲的頻譜大致為10kHz~30MHz,最高可達150MHz。 圖 32 電磁干擾濾波器的基本電路 該五端器件有兩個輸入端、兩個輸出端和一個接地端,使用時外殼應(yīng)接通大地。C3和C4亦可并聯(lián)在輸入端,仍選用陶瓷電容,容量范圍是2200Pf~。R為泄放電阻,可將C3上積累的電荷泄放掉,避免因電荷積累而影響濾波特性;斷電后還能使電源的進線端L、N不帶電,保證使用的安全性。(導(dǎo)通范圍是36176。圖 35(2)整流橋的參數(shù)選擇隔離式驅(qū)動電源一般采用由整流管構(gòu)成的整流橋,亦可直接選用成品整流橋,完成橋式整流。對于寬范圍輸入交流電壓,umax=265