【正文】 ...................................... 18 輸出平滑電路的設(shè)計(jì) ........................................ 19 主電路及其工作原理 ......................................... 20 LED 的連接方式 .............................................. 21 第 4 章 控制電路的設(shè)計(jì) ............................................ 25 4 .1 PWM 控制電路的設(shè)計(jì) .......................................... 25 SG3525A 控制芯片的介紹 .................................... 25 基于 SG3525A 的 PWM控制電路的設(shè)計(jì) .......................... 29 隔離、驅(qū) 動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ......................................... 30 IR2110 集成芯片的介紹 ....................................... 30 光電耦合器的介紹 ........................................... 32 基于 IR2110 的隔離驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ........................... 33 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) ................................................ 34 . 欠壓保護(hù)電路 .............................................. 34 過(guò)流保護(hù)電路 ............................................... 35 總結(jié)與展望 ......................................................... 36 致 謝 .............................................................. 37 參考文獻(xiàn) ........................................................... 38 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) ....................................................... 39 附錄 一 .............................................................. 1 1 摘 要 LED（ Light Emitting Diode） 即發(fā)光二極管，是 一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能并具有二級(jí)管特性的電子器件。 課題研究的目的和意 義 全球能源緊張，提高電器的效率是行之有效的方法。 要發(fā)展 LED 必須發(fā)展 LED 的配套的設(shè)施，驅(qū)動(dòng)電源就是最主要的 【 2】 。根據(jù)加在二極管兩端的電壓大小，利用通過(guò) LED 的電流始終使 pn 結(jié)發(fā)光 【 3】 。 LED 光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制下使 3 種顏色具有 256 級(jí)灰度并任意混合，可產(chǎn)生256x256x256（即 16777216）種顏色，形成不同光色的組合。 （ 3）價(jià)格高。 （ 4） 工作環(huán)境 :發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇 IF 在 下。因此，無(wú)論正向電流如何變化，都可產(chǎn)生恒定的 LED 亮度。通過(guò)隔離人工在線調(diào)試的時(shí)候更加安全。 需要指出，當(dāng)額定電流較大時(shí)，共模扼流圈的線徑也要相應(yīng)增大，以便能承受較大的電流。(導(dǎo)通范圍是從0176。 硅整流橋的最大整流電流平均值分 0． 5～ 40A 等多種規(guī)格，最高反向工作電壓有 50～ 1000V等多種規(guī)格。15％ )時(shí)，應(yīng)取k=1μF／ W。高頻變壓器初級(jí)一端接在 C C2 的中點(diǎn)，另一端接在 S S2 的 公共連接端，C C2 中點(diǎn)的電壓等于整流后直流電壓的一半，即 V／ 2。 其工作原理為： 220V交流電經(jīng)過(guò) EMI 濾波電路，過(guò)濾掉電網(wǎng)中的雜波。 2. LED 采用全部并聯(lián)方式 在并聯(lián)設(shè)計(jì)中，多只 LED 由具備獨(dú)立電流的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。斷開(kāi)一串 LED 后，如果采取穩(wěn)壓方式驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器的輸出電流將減小，而不影響余下所有 LED 的正常工作。該轉(zhuǎn)換器易于實(shí)現(xiàn)，且在峰值電流模式控制時(shí)無(wú)需進(jìn)行反饋補(bǔ)償沒(méi)計(jì)。 D PWM 信號(hào)產(chǎn)生及分相電路： 比較器的反相端接誤差放大器的輸出信號(hào) Ue，而振蕩器的輸出信號(hào) Uc則加到比較器的同相輸入端，比較器的輸出信號(hào)為 PWM 信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)鎖存器鎖存，分相電路由二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和兩個(gè)或非門構(gòu)成，其輸入信號(hào)為振蕩器的時(shí)鐘信號(hào)，并用時(shí)鐘信號(hào)的前沿觸 發(fā)，輸出為頻率減半的互補(bǔ)方波，這些方波和 PWM 信號(hào)輸入到或非門邏輯電路。 IR2110 的引腳排列圖如圖 45（ a)所示，內(nèi)部功能原理圖如圖 45（ b)所示。芯片還有一個(gè)封鎖兩路輸出的保護(hù)端 SD，在 SD 輸入高電平時(shí)，兩路輸出均被封鎖 。自舉電容電壓達(dá)到 ，才能夠正常工 作，一般采用小容量電容，以提高充電電壓。 （ 5） 電路參數(shù)的計(jì)算和整定都是以較有影響力的文獻(xiàn)為依據(jù)和參考， 可靠性和可行性都很高。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是《 LED 節(jié)能燈驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)》，綜合應(yīng)用了所學(xué)的《模擬電子技術(shù)》、《高頻電子線路》等專業(yè)課程，也參考了一些很好的電路設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍，例如《 LED 驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì) 100 例》、《白光 LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例》、《 新型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用》等。 本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)如下： （ 1）根據(jù) LED 本身的電壓電流特性，采用恒流源驅(qū)動(dòng)方式，可靠性高。 123567910111213U2I R 2 1 1 01 0 01 0 020200 . 1 u FF R 1 0 41 u F0 . 1 u FP C 8 1 7P C 8 1 7+ 1 5 V+ 1 5 V驅(qū)動(dòng) S2驅(qū)動(dòng) S1U1 的 14 腳U1 的 11 腳 圖 47 IR2110的外圍連接圖 圖 47中 10腳 HIN 和 12腳 LIN 為逆變橋中同一橋臂上下兩個(gè)功率 MOS 的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸入端。 IR2110的自舉電容選擇不好，容易造成芯片 損壞或不能正常工作。分 別是與腳 腳 6 相連的振蕩器的電容和電阻； Ra 是與腳 7 相連的放電端電阻值。1%，采用溫度補(bǔ)償，作為芯片內(nèi)部電路的電源，也可為芯片外圍電路提供標(biāo)準(zhǔn)電源，向外輸出電流可達(dá) 400mA，沒(méi)有過(guò)流保護(hù)電路。 整流濾波電路輸出直流電壓的大小靠 PWM 發(fā)生器的輸出脈沖寬度來(lái)控制。如圖 313 所示，串聯(lián)的 LED 數(shù)量平均分配，分配在一串 LED 上的電壓相同，同一串中每只 LED的電流也相同，各 LED 的亮度一致。齊納二極管的導(dǎo)通電壓要比 LED 的導(dǎo)通電壓高，否則 LED 就不正常發(fā)光。 所以輸出電感量為 ，濾波電容容量為 6800μF，二極管 D 選 BYV32200。 圖 36 交流電壓為最小值時(shí)的輸入電壓波形 DC/AC 變換電路的設(shè)計(jì) DC/AC 逆變電路是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電路 ,逆變電路現(xiàn)在常用的開(kāi)關(guān)器件有功率晶體管（ GTR)、功率場(chǎng)效應(yīng)管 (POWER MOSFET)、可關(guān)斷晶閘管（ GTO）、普通型和快速型晶閘管（ SCR)。將 Po=15W、 η=80％、 umin=85V、 cosψ=0． 7 一并代入 (2)式得到，IRMS=0． 32A，進(jìn)而求出 Id=0． 65IRMS=0． 21A。 圖 35 16 （ 2）整流橋的參數(shù)選擇 隔離式驅(qū)動(dòng)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。 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(jìn)線端 L、 N 不帶電，保證使用的安 全性。 C1C2C3C4L 圖 32 電磁干擾濾波器的基本電路 該五端器件有兩個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端和一個(gè)接地端，使用時(shí)外殼應(yīng)接通大地。 輔助電路：提供所有單一電路的不同要求電源。所以對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)尤其的重要。中垂線（法線）AO 的坐標(biāo)為相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度（即發(fā)光強(qiáng)度與 最大發(fā)光強(qiáng)度的之比）。 （ 2） 最大正向直流電流 IFm：允許加的最大的正向直流電流。 市面上的單體 LED 光源的功率一般在 5W以下，很少有大功率的 LED 光源，這是 LED 在照明領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)阻礙。 （ 4） 結(jié)構(gòu)牢固。 LED 在工作時(shí)需外加電源，外加的電能也是由這兩個(gè)正、負(fù)電極加入到半導(dǎo)體二 極管內(nèi)。 LED 用作固體照明器件的經(jīng)濟(jì)性顯著，且有利于環(huán)保，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈，世界增長(zhǎng)率在 20%以上，美、日、歐、中國(guó)（包括臺(tái)灣和香港地區(qū)）均推出了半導(dǎo)體照明計(jì)劃。s work, study and living conditions quality. LED lighting has bee a development prospects and influence of a hightech products. We designed LED drive power, it is necessary that LED current, voltage characteristics, the LED and LED manufacturers with different specifications, current and voltage characteristics are different. Therefore, the design of the drive power given strict requirements. According to LED current, voltage characteristics, the current source LED driver is ideal drive. Constant current source drive mode, LED current will not be too high voltage, ambient temperature changes and the impact of discrete LED parameters, so that it can maintain the current constant, give full play to the excellent characteristics of LED. In this thesis, through the design of a constant current drive power to drive the LED. Through a variety of electronic ponents and electronic circuit constant current power supply, to meet the design requirements. Keywords : LED, high efficiency, constant current source driver 3 第 1 章 緒 言 課題背景 近幾年，我國(guó)政府在新能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約方面相繼出臺(tái)了一系列方針政策和法律法規(guī)，實(shí)施了“金太陽(yáng)”、“綠色照明”等一批重點(diǎn)工程，收到了較大成效。 我們?cè)O(shè)計(jì) LED 驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，有必要知道 LED 電流、電壓特性，由于 LED 的生產(chǎn)廠家及 LED 規(guī)格不同，電流、電壓特性均有差異。 LED 照明具備的這些優(yōu)點(diǎn)決定了其應(yīng)用前景是非常廣闊的。 LED 驅(qū)動(dòng)電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動(dòng)的情況下最好能控制 LED 電流的大小。預(yù)計(jì)幾年后，白光 LED 的發(fā)光效率有可能達(dá)到 150~200 lm遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了現(xiàn)在其它照明光源的發(fā)光效率。 （ 7） 快速響應(yīng)。 7 LED 的發(fā)光原理及主要參數(shù) LED 的發(fā)光原理 發(fā)光二極管是由 Ⅲ Ⅳ 族化合物，如 GaAs（砷化鎵）、 GaP（磷化鎵）、 GaAs（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是 pn 結(jié)。 波長(zhǎng) λ （ nm） 圖 22 LED光波長(zhǎng)分布圖 （ 2）發(fā)光強(qiáng)度 IV：發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度通常是指法線（對(duì)圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強(qiáng) 度。 （ 7） IV特性：發(fā)光二極管的電壓與電流的關(guān)系可用圖 24 表示。而且這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬于高可靠性電源。根據(jù)傳播方向的不同，電源噪聲可分為兩大類：一類是從電源進(jìn)線引入的外界干擾，另一類是由電子設(shè)備產(chǎn)生并經(jīng)電源線傳導(dǎo)出去的噪聲。為減小漏電流，電容量不得超過(guò) ，并且電