【正文】 導通時管壓降具有負的溫度系數(shù)。 LED 的光通量隨著流過 LED 的電流增加而增加，但卻不成正比，越到后來光通量增加得越少。給 LED 供電的電源必須注意以下事項： （ 1） LED 是單向導電器件，由于這個特點，就要用直流電流或者單向脈沖電流給 LED 供電。 （ 4） 發(fā)熱問題 由于 LED 芯片的表面面積均為小于 1 2mm ，工作時電流密度大，二極管內發(fā)熱嚴重，如果不加以 疏導，將使芯片損壞，由于照明要求多個 LED 組合而成， LED密集度大，長時間發(fā)光溫升在所難免，所以必須加強散熱，使得 LED 光源的體積變大，給燈的外形結構設計增加難度。如小電流時為紅色的 LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色。 （ 3） 適用性：很強，每個單元 LED 小片是 3— 5 ㎜的正方形，所以可以制造 成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。 LED 的熱學特性 LED的熱學參數(shù)與 PN結的結溫有很大的關系。其正法線方向上的亮度為 00 IB A? （ 28） 若光源表面是理想漫 反射面，亮度 0B 與方向無關，為常數(shù)。 （ 4） 發(fā)光效率和視覺靈敏度 ①發(fā)光效率 光通量與電功率之比。 （ 2） 發(fā)光峰值波長及其光譜分布 LED 所發(fā)的光并非單一波長，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強處 （ 光輸出最大 ） ，與之相對應有一個波長，此波長叫做峰值波長，用 0? 表示。 LED 的點亮時間（即上升時間） 是指從接通電源 使發(fā)光亮度達到正常值的 10%開始，一直到發(fā)光亮度達到正常值的 90%所經歷的時間。 LED 的 C—V 特性呈二次函數(shù)關系，如圖 所示。 LED 的正向工作電壓 FV 為 ～ 3V。如圖 所示。 LED 基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光。 LED 早在 20 世紀 60 年代初就已問世，雖然其激勵響應時間短、有效壽命長、功耗低，但由于制造技術的限制，使其發(fā)光亮度小，且只有紅色一種顏 第 12頁 色，很長一段時間內僅用于 小指示器光源和字母數(shù)字顯示器等有限領域中。由于復合是在少子擴散區(qū)內發(fā)生的，所以光僅在靠近 PN 結面數(shù)微米以 內產生。 LED 的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來，其核心是 PN 結。～ 90176?！?20176。另外，有的 LED 中包含兩種或三種顏色的芯片。當在電極上加上正向偏壓之后，電子和空穴分別注入 P 區(qū)和 N 區(qū)。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，這個市場的空間是不可估量的。如果每爐批量超過百片 （ ? 2 英寸 ） ， 則生產成本有可能與 LPE 相近。大部分尺寸為 ，最新的表面安裝 LED 產品將采用專有的“模制內部連接裝置”技術，使用高效反射外殼，既保證亮度，又適合于回流焊接。 （ 2） 高亮化 目前全球 LED 的產值中高亮度產品約 30%。材料外延生長的新技術實現(xiàn)產業(yè)化 、 金屬 第 7 頁 有機 化 臺物、 汽相淀積 （ MOCVD） 法的晶體生長工藝已成為當代開發(fā)、生產新型LED， 實現(xiàn)全彩化、高亮化的關鍵技術。 應用 6： 通用照明市場路漫漫，任重而道遠。景觀照明市場主要以街道、廣場等公共場所裝飾照明為主，推動力量主要來自于政府。通過 對 電流的控制， LED 可以實現(xiàn)幾百種甚至上千種顏色的變化。從整個 LED 應用市場看，汽車應用市場還處于萌芽狀態(tài)，市場規(guī)模很小。 LED 早已應用在以手機為主的小尺寸液晶面板背光市場中，手機產量的持續(xù)增長帶動了背光源市場的快速發(fā)展。 2020 年中國 LED 的產量已經達到 億只，市場規(guī)模更是突破百億元大關達到 億元。既然 發(fā)光組件可以產生光源，那么就可設計成可見光的形式，應用于信號 判別、數(shù)字顯示甚至于影象處理或顯示屏。將藍光與轉換磷的黃光整合在一起就能 得到白光 ，而整合適當數(shù)量的藍光與紅橙磷發(fā)出的光，則可以產生略帶桃色或紫色的光。 這種前燈并非傳統(tǒng)的 6V 汽車前燈，而是高強度等效放電的超高亮度冷光藍色前燈。人眼看到這種藍光和黃光的混合是一種不鮮明的白色。每只 LED 的光通量為幾流明，由它們組成的 LED陣列首先被制成了汽車上的停車燈、紅色交通信號燈以及單色室外信號標志燈。超高亮度藍光芯片是白光 LED 的核心，在這個發(fā)光芯片上抹上熒光磷，然后熒光磷 吸收來自芯片的藍色光并將其轉化為白光。就在此時，前蘇聯(lián)科學家利用金剛砂制造出了可發(fā)出黃色光的 LED。早期產品的 GaAsP LED，其性能相當差，工作電流為 20mA， 光 能量只有 千分之幾流明， 相應的發(fā)光率僅為，而且只能發(fā)出 650nm 的紅色光。隨著電子器件的研究和業(yè)界認識的逐步深入，最終出現(xiàn)了“電致發(fā)光”這個術語。顧名思義，這是一種會發(fā)光的半導體組件，且具有 二極管的電子特性。無論哪種電源，一般都不能直接給 LED 供電。 論文各部分內容及時間分配：（共 15 周） 第一部分 查詢參考文獻、資料，翻譯外文資料 ； ( 2 周 ) 第二部分 畢業(yè)實習、調研 ； ( 1 周 ) 第三部分 完成電路設計并繪制電路圖 ； ( 4 周 ) 第四部分 制作電路 并 調試、修改電路 ； ( 6 周 ) 第 五 部分 撰寫畢業(yè)論文 （ 設計說明書 ） ； ( 1 周 ) 評閱及答辯 ( 1 周 ) 備 注 指導教師： 年 月 日 審 批 人： 年 月 日 摘 要 在提倡環(huán)保 、 節(jié) 能的今天， LED 被 認為 是 二十一世紀的 新型半導體綠色照明光源， 具有能耗低、壽命長、響應時間短、安全低壓、環(huán)保、應用靈活、調節(jié)方便等諸多優(yōu)點。 本科畢業(yè)設計（論文） LED 節(jié)能燈驅動電路設計 DRIVE CRICUIT DESIGN OF LED ENERGYSAVING LAMPS 年 級 : 學 號 : 姓 名 : 某某某 專 業(yè) : 機械設計制造及其 自動化 指導老師 : 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 Ⅱ 頁 畢業(yè)設計（論文）任務書 班 級 2020 級機械 1 班 學生姓名 某某某 學 號 發(fā)題日期： 2020 年 2 月 23 日 完成日期： 6 月 12 日 題 目 LED 節(jié)能燈驅動電路設計 本論文的目的、意義 : 在提倡環(huán)保 、節(jié)能的今天， LED 被 認為 是二十一世紀的 新型半導體綠色照明光源， 具有能耗低、壽命長、響應時間短、安全低壓、環(huán)保、應用靈活、調節(jié)方便等諸多優(yōu)點。隨著經濟的發(fā)展， LED 的 應用隨需求而變得急劇增大，它已經廣泛地應用于電信、郵政、金融、交通等各個行業(yè)。因此，又對現(xiàn)有的照明驅動 電路 的特點進行了 分析 ， 并設計了三種 LED 驅動電路。 LED屬于半導體光電組件，除了具有發(fā)光的特性之外，它完全具備半導體整流二極管的特性，如果取它的整流特性，則它不但可以完全 符合整流需求，而且在外加正偏壓的情況下會發(fā)出某種波長的光。 20 世紀50 年代 ，英國科學家在電致發(fā)光的實驗中使用半導體砷化鎵發(fā)明了第一個具有現(xiàn)代意義的 LED。這些早期的紅光 LED 每瓦大約能提供 的光通量，僅是一般 60～ 100W 白熾燈 （ 15lm/W） 的 1/150。幾乎與此同時，HP 公司與 TI 公司也推出 了帶 7 段紅光 LED 顯示屏的計算器。利用這種技術可制造出能發(fā)出任何顏色可見光的 LED。 繼 AlInGaP 技術之后，日本的 Nichia 化學公司 （ 日本德島 ） 和 名古屋大學 （ 日本名古屋市 ） 的研究人員掌握了使用金屬有機化學氣相沉積技術在藍寶石襯底上外延生長 AlInGaN 的復雜工藝。 Lumileds 公司在 Philips Lighting 公司的技術指導下生產了一系列大功率 LED。 每只單色綠光 5W LED 的光通量超過 130lm，兩只這樣 的光源即可以替代傳統(tǒng)的 8～ 12 英寸 150W 交通信號燈，可節(jié)約 90%的能量。 現(xiàn)在僅用 LED 光 第 4 頁 源就能完全覆蓋 CIE 色度曲線中的所有飽和顏色，并且各種顏色 LED 與磷的有機整合幾乎能夠毫無限制地產生任何顏色。由于這兩種 不同的需要， LED 漸漸的獨立而自成一個體系，其最大的應用領域在于顯示器及相關工業(yè)，其波長包含了可見光的大部分范圍，主要為紅、黃、綠以及最近發(fā)展出來的藍光光譜。 圖 可以形象的說明這一發(fā)展概況。特別是 2020 年彩屏手機的出現(xiàn)更是推動白光 LED 市場的快速發(fā)展。 LED 作為汽車 車燈主要得益于低功耗、長壽命和響應 速度快的特點。在現(xiàn)階段講究個性化的時代中， LED 顏色多樣化有助于 LED 裝飾燈市場的發(fā)展。受到 2020年北京奧運會和 2020 年上海世博會的影響，北京、上海等舉辦地加快了景觀照明的步伐，由于 LED 功耗低，在用電量巨大的景觀照明市場中具有很強的市場競爭力。 對于進入通用照明市場而言， 白光 LED 除面臨著諸如發(fā)光效率低、散熱不好、成本過高等問題外 ，還將面臨到光學、機構與電控等的整合以及 LED 照明產品通用標準的制訂。 （ 1） 全彩化 在實用化的可見光 LED 中缺少藍色，這是實現(xiàn)全彩化的一大難題，因為要實現(xiàn)全彩 （ 包括白色 ） 顯示，必須要有紅、綠、藍三基色，因而藍色 LED的發(fā)展一直受全彩顯示所驅動。至 2020 年，全球LED 的總產值可突破 億美元，其中高亮度產品，每年都會有 30%的增長，至于中低亮度的產品增長率不會超過 5%。表面安裝 LED已成為封裝小型化的主流和方向。 本文研究的目的和意義及主要研究內容 （ 1） 目的和意義 在提倡環(huán)保、節(jié)能的今天， LED 被認為是二十一世紀的新型半導體綠色照明光源，具有能耗低、壽命長、響應時間短、安全低壓、環(huán)保、應用靈活、調節(jié)方便等諸多優(yōu)點。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際意義。當非平衡少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時，就會以輻射光子的形式將多余的能量轉化為光能。根據(jù) LED 出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，各種顏色的 LED 還可分為有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用一組成自動檢測系統(tǒng)?；蚋?，添加的散射劑量較大。因此它具有一般 PN 結的伏安特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。理論和實踐證明，發(fā)光的波長或頻率取決于選用的半導體材料的能隙 gE ，gE 的單位為電子伏 （ eV） 。目前，隨著科學技術的發(fā)展， LED 的性能逐步提高，例如其發(fā)光亮度的增加大大減少了每個高位制動燈中所需 LED 的數(shù)目，因此降低了成本，使其得到廣泛應用?，F(xiàn)在，對于 InGaN/YAG 白色 LED，通過改變 YAG 熒光粉的化學組成和調節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫 3500—10000K 的各色白光。 第 13頁 圖 伏安特性曲線 ① 正向死區(qū) （ 圖 中的 ob 或 39。在環(huán)境溫度升高時，正向工作電壓 FV 將下降。曲線是由 1MHz 交流信號用 C— V 特性測試儀測得。 LED 的熄滅時間（即