【正文】 續(xù)圖23 buck變換器在兩種工作模式下波形圖2．1．2升壓型(Boost)變換器基本原理圖如下圖：圖24 Boost變換器電路原理圖 Boost變換器存在兩種導(dǎo)電模式，即連續(xù)導(dǎo)電模式CCM (Continuous Conduction Mode)和不連續(xù)導(dǎo)電模式DCM (Discontinuous Conduction Mode)。至于升降壓型(BuckBoost)變換器，也是講兩種結(jié)合起來(lái)衍生出的一種轉(zhuǎn)換電路。另外，還應(yīng)注意的問題有輸出電流電壓的精度: 一般恒流源電流在177。所以本課題主要要實(shí)現(xiàn)大功率LED的直流控制、高效率、過壓保護(hù)、DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率、DC/DC升壓操作、以及保證恒定電流驅(qū)動(dòng)等諸多技術(shù)問題。圖15 LED的色品圖⑥壽命 在LED的應(yīng)用方面,led在額定功率的條件下,光通量從衰減到初始值的規(guī)定百分比時(shí)所持續(xù)的時(shí)間稱之為L(zhǎng)ED的有效壽命。F為L(zhǎng)ED 向各個(gè)方向發(fā)光的能量之和，可見光LED 的光通量單位為流明（lm）,它與工作電流的關(guān)系如下。在額定功率下，允許通過二極管的最大正向脈沖電流。必須同時(shí)得到滿足，才能稱之為合格的照明用LED光源。 照明用白光LED1）照明用白光LED相關(guān)技術(shù)指標(biāo)照明所用的白光LED不同于一般的LED產(chǎn)品，在技術(shù)指標(biāo)上有一定的要求。經(jīng)過30年的發(fā)展歷程，LED現(xiàn)已經(jīng)能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種多樣的光了。~。通常改進(jìn)風(fēng)力機(jī)組的效率曲線，使其符合風(fēng)中可用能量的分布，使它沿整個(gè)曲線都有效率。兩種模式的設(shè)定和控制是通過路燈控制器的撥碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且利用中央控制器對(duì)風(fēng)力發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電和蓄電池提供過載過充欠壓等多種智能化保護(hù)，現(xiàn)今技術(shù)已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)，它的實(shí)現(xiàn)使風(fēng)光互補(bǔ)大功率LED路燈可以更可靠的更穩(wěn)定的工作?？梢詮V泛應(yīng)用于電網(wǎng)難以架設(shè)或者架設(shè)成本過高的偏遠(yuǎn)地區(qū)或是山區(qū)、隧道、高速公路等地。其間還涉及一系列復(fù)雜的技術(shù)數(shù)據(jù)與工藝流程。而將兩者整合起來(lái)的發(fā)電技術(shù)正是達(dá)到了兩者互補(bǔ)的目的，在各個(gè)方面都達(dá)到了最優(yōu)化的整合配置。同時(shí)隨著科技的發(fā)展材料造價(jià)的較低，再加上國(guó)家政策的扶持，風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的成本將會(huì)得到大幅度的降低。 然而單獨(dú)地利用風(fēng)能和太陽(yáng)能由于各種客觀條件的制約，它都是不穩(wěn)定的。并且根據(jù)大功率LED路燈的工作要求，以及確保大功率LED正常工作的技術(shù)指標(biāo),參照現(xiàn)今比較常見且成本較低的驅(qū)動(dòng)電源電路進(jìn)行分析改進(jìn),完成了兩套可行的大功率LED路燈可用的驅(qū)動(dòng)電路,兩套電路相互補(bǔ)充解決了風(fēng)、光互補(bǔ)大功率LED路燈驅(qū)動(dòng)電源要求的DC/DC升壓，恒流輸出、工作效率效率、功率因數(shù)、過熱保護(hù)等設(shè)計(jì)要素。正因?yàn)槭沁@樣，所以我們國(guó)家大多數(shù)城鎮(zhèn)郊區(qū)還有很多偏僻的地方以及不方便架設(shè)電網(wǎng)的地方如山區(qū)公路，隧道都由于這些限制無(wú)法安裝路燈照明，隨之而來(lái)的就會(huì)影響到我們的日常生活還有的公共交通安全，并且這樣的條件也不利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展提高。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。 工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。所以一般家電以及普通路燈所用的交流市電不能夠直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)大功率LED正常工作。如今電器時(shí)代，新的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)可以將太陽(yáng)能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能為我們服務(wù)。近年來(lái)，由于風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用具有諸多單一發(fā)電系統(tǒng)不具備的優(yōu)點(diǎn)，因此該系統(tǒng)應(yīng)得到大力推廣和應(yīng)用。但是單獨(dú)分開來(lái)看風(fēng)能和天陽(yáng)能都有它的局限性，首先是風(fēng)力發(fā)電，在地域上只適用于風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，且風(fēng)機(jī)成本較高，成本造價(jià)高。將兩者相結(jié)合，且能互補(bǔ)所短，各揚(yáng)所長(zhǎng)。如之前所說的太陽(yáng)能與風(fēng)能不管時(shí)間上和在地域上都有很強(qiáng)的互相補(bǔ)充的特點(diǎn)，我國(guó)的季節(jié)特點(diǎn)一般是冬天風(fēng)較大，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度比較??；夏天的風(fēng)比較小，太陽(yáng)的照度輻射光強(qiáng)度比較大，在季節(jié)上可以相互補(bǔ)充利用。且發(fā)出的光強(qiáng)度也絕不亞于普通的照明產(chǎn)品，甚至比普通照明更為出色，光的品質(zhì)也高于普通照明產(chǎn)品。也就是說這表示風(fēng)速提高1倍時(shí)，風(fēng)能將提高8倍。風(fēng)光互補(bǔ)大功率LED路燈的結(jié)構(gòu)圖如果11所示。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家言之成的LED是利用了PN結(jié)光電效應(yīng)發(fā)光的原理。如體積較小并可以有多只多樣的組合、工作時(shí)發(fā)出的熱量較低，不會(huì)產(chǎn)生熱輻射、耗電量較低，安全電壓電流就可以正常工作、使用壽命長(zhǎng)平均可以達(dá)到一萬(wàn)小時(shí)以上、且反應(yīng)的速度較快可以在較高頻率下操作，且較為環(huán)保無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前15lm/W提高到25lm/W的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)提高到產(chǎn)業(yè)化的程度。2）白光LED在不同色溫下的光譜特性 如今照明所用的白光LED與普通的LED的概念已經(jīng)有著質(zhì)的差異了，它并不是越白越好。圖12 LED的伏安特性曲線IF正向直流電流（正向測(cè)試電流），在規(guī)定的正向電壓VF下，通過極間的電流 ，不同LED因材料不同有不同的IF。因此它們可用在10~100MHZ 高頻系統(tǒng)。一般，LED封裝廠都會(huì)按色品坐標(biāo)不同用不同的Bin來(lái)區(qū)分白光的顏色。圖17 LED結(jié)溫與電流的關(guān)系圖④LED結(jié)溫與色品坐標(biāo)的關(guān)系 如下圖圖18 LED結(jié)溫與色品坐標(biāo)的關(guān)系圖⑤LED結(jié)溫與正向電壓和光通量的關(guān)系 圖19 LED結(jié)溫與正向電壓和光通量的關(guān)系圖 課題主要研究的大功率LED驅(qū)動(dòng)的基本情況以及注意事項(xiàng)原始電源有各種形式，但無(wú)論哪種電源，一般都不能直接給LED供電。因這就造成了LED的電流和LED兩端的電壓不成正比，所以提供穩(wěn)定可靠的電流也就成了挑戰(zhàn)。 壽命，節(jié)能之星要求家用≥ 70%，商用≥ 90%。圖21 開關(guān)型DCDC轉(zhuǎn)換器的基本電路及波形圖下面將分別簡(jiǎn)單的介紹兩者DC/DC變換器的工作原理。因此，如果broost變換器沒有接上負(fù)載，則此部分的能量將不能消耗得了，必會(huì)使Vo不斷升高，最后容易造成變換器的損壞。它的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器具有溫度的自動(dòng)補(bǔ)償功能、占空比可控、比較器的振蕩器，直流電流輸出開關(guān)電路、RS觸發(fā)器等組件封裝組成。 振蕩器通過恒流源對(duì)外接在引腳3 上的定時(shí)電容不間斷地充放電，在此過程中以產(chǎn)生振蕩波形。要了解到的是開關(guān)電源根據(jù)其轉(zhuǎn)換方式的不同又可分為斬波型開關(guān)電源、變換器型開關(guān)電源和電荷泵式開關(guān)電源，同時(shí)按開關(guān)方式不同又可分為軟開關(guān)電源和硬開關(guān)電源。其電路原理圖如圖32：32 基于MC34063集成芯片的大功率LED驅(qū)動(dòng)電路外圍元件標(biāo)稱含義和它們?nèi)≈档挠?jì)算公式：Vout(輸出電壓)＝（１＋R2／R1）Ct(定時(shí)電容)：決定內(nèi)部工作頻率。其中本設(shè)計(jì)的輸入電壓采用兩個(gè)12V的蓄電池串聯(lián)提供。圖41 Protel DXP啟動(dòng)畫面由于PCB板的設(shè)計(jì)方式大同小異，介紹PCB板的設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)流程。覆銅則選擇在頂層和底層都覆蓋上實(shí)心填充、接入GND網(wǎng)絡(luò)的銅。設(shè)計(jì)完成了第一套試行方案，并購(gòu)買了相關(guān)芯片和元器件，焊接完成電路板，并進(jìn)行調(diào)試工作。滕道祥教授也給我提供了大量的相關(guān)圖書資料和產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)。我還要感謝我所學(xué)習(xí)生活的數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院，學(xué)院我們提供了先進(jìn)的研究設(shè)備，并且為我提供了完成設(shè)計(jì)良好工作環(huán)境以及元件材料，我想說，能完成這項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)與他們的幫助時(shí)分不開的。他對(duì)本課題專業(yè)的詳盡了解和豐富的知識(shí)使我受益匪淺，很受啟發(fā)。分析改進(jìn)制訂了二套更可靠更穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)方案。完成上述工作后的PCB最終效果如圖43所示。在布線之前先對(duì)PCB板的規(guī)則進(jìn)行一些設(shè)定。④ Pp、CpCp2為補(bǔ)償電路，可在系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)發(fā)揮補(bǔ)償功能使輸出電壓及電流穩(wěn)定，故在電路模組需要掉光而輸入200HZ方波邏輯訊號(hào)時(shí)，Rp值必須換為33K歐姆，而在模組不需要調(diào)光時(shí)，ENpin可接到高電平或空接，同時(shí)Rp值需改為501K歐姆。Rsc＝／IpkLmin(電感)：Lmin＝(Vimin－Vces)*Ton/ IpkCo(濾波電容)：決定輸出電壓波紋系數(shù)，Co＝Io*ton/Vpp(波紋系數(shù)）固定值參數(shù)：Vces=　　ton/toff=(Vo+Vf－Vimin)/(Vimin－Vces）　　Vimin:輸入電壓不穩(wěn)定時(shí)的最小值　　Vf= 快速開關(guān)二極管正向壓降注意事項(xiàng)：1：肖基特二極管一般可選用的型號(hào)是IN4148，但在像商用大功率LED路燈這樣要求高的工作效率的時(shí)候應(yīng)選用IN5819型號(hào)的肖基特二極管。當(dāng)T1斷開時(shí)，電源和電感同時(shí)給負(fù)載和電容Co提供能量。可以看出當(dāng)與門的 輸入端C在振蕩器產(chǎn)生震蕩波對(duì)外充電時(shí)表現(xiàn)出為高電平，當(dāng)比較器的輸入電平低于輸入端D閾值電平高時(shí)顯示為高電平。MC34063驅(qū)動(dòng)芯片的主要工作指標(biāo)：端口輸入直流電壓的范圍：～40V輸出直流電壓可達(dá)到最高：40V輸出電流可達(dá)：1．5A工作頻率：最高可達(dá)100kHzMC34063的基本內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及引腳圖功能介紹：圖31 MC34063的基本內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及引腳圖功能引腳1：開關(guān)管集電極T1引出端口；引腳2：開關(guān)管發(fā)射極T2引出端口；引腳3：定時(shí)電容接線端；調(diào)節(jié)其大小可使頻率在100kHZ—100kHz范圍內(nèi)正常工作；引腳4：接地端口；引腳5：電壓比較器反相輸入端，同時(shí)也是輸出電壓取樣端；使用時(shí)應(yīng)外接兩個(gè)精度不低于1％的精密電阻；引腳6：輸入電源接口端；引腳7：負(fù)載峰值電流取樣端；引腳6和引腳7腳之間電勢(shì)差超過300mV時(shí)，芯片將自動(dòng)啟動(dòng)內(nèi)部過流保護(hù)功能；引腳8：驅(qū)動(dòng)管集電極T2引出端口。如果不考慮Boost變換器的損耗，則有關(guān)系式：式中，Io和Ii分別是變換器輸出直流電流和輸入直流電流的平均值。連續(xù)導(dǎo)電模式是指在一個(gè)周期內(nèi)電感電流是連續(xù)的（兩種開關(guān)模態(tài)a和b)；而不連續(xù)導(dǎo)電