【正文】 %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。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)。（4） 結(jié)構(gòu)牢固。 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。（2）最大正向直流電流IFm：允許加的最大的正向直流電流。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）。最主要的是在主電路方面要達(dá)到穩(wěn)定恒流，輔助電路的反饋和濾波都要保證電路輸出的電流是恒定的，保證驅(qū)動(dòng)LED燈組的需要。比如PWM控制電路，隔離、驅(qū)動(dòng)電路所需要的電源。電路中包括共模扼流圈(亦稱共模電感)L、濾波電容C1~C4。圖(d)則是把共模干擾濾波電容C3和C4接在輸出端。全波橋式整流器簡(jiǎn)稱硅整流橋，它是將四只硅整流管接成橋路形式，再用塑料封裝而成的半導(dǎo)體器件。實(shí)際選用lA／600V的整流橋，以留出一定余量。半橋式開關(guān)電源的逆變電路如圖37所示[7]。主電路主要由EMI濾波電路、整流橋電路、DC/AC變換電路、輸出平滑電路組成。如果4只LED串聯(lián)后的總正向電壓VF 為12V,就必須采用具有升壓功能的驅(qū)動(dòng)電路，以便為每只LED提供充足的電壓。當(dāng)某一串聯(lián)LED中有一只品質(zhì)不良短路時(shí)，不管是采用穩(wěn)壓方式驅(qū)動(dòng)還是采用恒流方式驅(qū)動(dòng)，這串LED相當(dāng)于少了一只LED，通過這串LED的電流將增大，很容易損壞這串LED。這種方法，實(shí)質(zhì)是對(duì)晶體管導(dǎo)通脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制[8]。C 誤差放大器：由兩級(jí)差分放大器構(gòu)成，其直流開環(huán)放大倍數(shù)為80dB 左右，電壓反饋信號(hào)uf 從端子1 接至放大器反相輸入端，放大器同相輸入端接基準(zhǔn)電壓。 圖 44 PWM控制電路圖 隔離、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) IR2110集成芯片的介紹 IR2110是IR公司生產(chǎn)的大功率MOSFET和IGBT專用驅(qū)動(dòng)集成電路，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)MOSFET和IGBT的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還具有快速完整的保護(hù)功能，因而它可以提高控制系統(tǒng)的可靠性，減少電路的復(fù)雜程度。IR2110具有很多優(yōu)點(diǎn)：自舉懸浮驅(qū)動(dòng)電源可同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一橋臂的上、下兩個(gè)開關(guān)器件，驅(qū)動(dòng)500 V主電路系統(tǒng)，工作頻率高，可以達(dá)到500 kHz；具有電源欠壓保護(hù)相關(guān)斷邏輯；輸出用圖騰柱結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)峰值電流為2 A；兩通道設(shè)有低壓延時(shí)封鎖(50 ns)。6腳VB和5腳VS之間的電容為自舉電容。 （4）采用IR2110專用集成驅(qū)動(dòng)IC驅(qū)動(dòng)LED，IR2110具有許多優(yōu)點(diǎn)，給實(shí)際的電路設(shè)計(jì)帶來了極大的方便。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。本論文絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)思想和方法都是在現(xiàn)有的、成熟的理論支持下進(jìn)行的，可靠性和可行性都很高，符合LED驅(qū)動(dòng)電路在各方面的設(shè)計(jì)要求。 基于IR2110的隔離驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 從SG3525A 的11，14腳出來的PWM 信號(hào)驅(qū)動(dòng)PC817光耦，經(jīng)光耦隔離后，送到IR2110專用集成驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而去驅(qū)動(dòng)功率MOSFET管S1和S2，IR2110外圍電路連接如圖47所示。HO和LO是兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，驅(qū)動(dòng)同一橋臂的MOSFET。SG3525A的振蕩頻率可表示為式中：C。根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性要求，在誤差放大器的輸出腳9 和腳1 之間一般要添加適當(dāng)?shù)姆答佈a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。電路較為復(fù)雜；需要考慮各LED之間電流的匹配。將所有LED串聯(lián)或并聯(lián)，不但限制著LED的使用量，而且并聯(lián)LED負(fù)載電流較大，驅(qū)動(dòng)器的成本也會(huì)增加。當(dāng)某一只LED品質(zhì)不良斷開后，串聯(lián)在一起的LED將全部不亮。代入數(shù)據(jù)有： 其中Lf為輸出濾波電感，為允許紋波電壓， 為開關(guān)頻率。由圖可見，在直流高壓的最小值UImin上還疊加一個(gè)幅度為UR的一次側(cè)脈動(dòng)電壓，這是CI在充放電過程中形成的。計(jì)算IRMS的公式如下： 式中，PO為驅(qū)動(dòng)電源的輸出功率，η為電源效率，umin為交流輸入電壓的最小值，cosφ為驅(qū)動(dòng)電源的功率因數(shù)，允許cosφ=0．5～0．7。 最后總結(jié)幾點(diǎn)： 1)整流橋的上述特性可等效成對(duì)應(yīng)于輸入電壓頻率的占空比大約為30％。 (a) (b) (c) (d) 圖 34 開關(guān)電源濾波器典型電路 圖(a)與圖(b)中的電容器C能濾除串模干擾，區(qū)別僅是圖(a)將C接在輸入端， 圖(b)則接到輸出端。因此，電磁干擾濾波器應(yīng)符合電磁兼容性(EMC)的要求，也必須是雙向射頻濾波器，一方面要濾除從交流電源線上引入的外部電磁干擾，另一方面還能避免本身設(shè)備向外部發(fā)出噪聲干擾，以免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。整流橋電路：將電網(wǎng)交流電源變成直流，即不管輸入的是直流還是交流，經(jīng)過整流橋之后輸出的電流總是直流的。正向的發(fā)光管反向漏電流IR10μA以下。 （3）光譜半寬度Δλ:。在正向電壓下，電子由n區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入n區(qū)。綜上所述，LED是一種符合綠色照明要求的光源。LED的環(huán)保效益好，光譜中沒有紫外線和紅外線，而且廢棄物可回收，不含汞元素，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。 ，要向集中控制，標(biāo)準(zhǔn)模塊化，系統(tǒng)可擴(kuò)展性三方面發(fā)展。但是由于各種不同規(guī)格的LED驅(qū)動(dòng)電源的性能和轉(zhuǎn)換效率各不相同，所以選擇合適、高效的LED驅(qū)動(dòng)電源，才能真正展現(xiàn)出LED光源高效能的特性[1]。采用恒流源驅(qū)動(dòng)方式，LED上流過的電流將不受電壓變化、環(huán)境溫度變化，以及LED參數(shù)離散性的影響，從而能保持電流恒定，充分發(fā)揮LED的各種優(yōu)良特性。本論文主要通過設(shè)計(jì)一個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)電源來驅(qū)動(dòng)LED。選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)LED是這次課題選擇的主要目的和意義。第2章 LED的基礎(chǔ)知識(shí) LED的基本概念及特點(diǎn) LED的基本概念LED是發(fā)光二級(jí)管（Light Emitting Diode）的簡(jiǎn)稱。（3） 壽命長(zhǎng)。所謂“綠色照明”的概念就是指通過科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、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，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光，如圖21所示。 （4）半值角θ1/2和視角：θ1/2是指發(fā)光強(qiáng)度值為軸向強(qiáng)度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。 圖 24 LED的IV特性曲線 第3章 LED驅(qū)動(dòng)主電路的設(shè)計(jì) 電路設(shè)計(jì)的總體方案 LED驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是將交、直流電壓轉(zhuǎn)換成平滑的直流電壓，為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的單向驅(qū)動(dòng)電流，保證LED在比較高的發(fā)光效率和比較低的光衰下正常工作【4】。DC/AC變換電路：逆變電路是將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。此外，電磁干擾濾波器應(yīng)對(duì)串模、共模干擾都起到抑制作用。圖(c)、(d)所示電路較復(fù)雜，抑制干擾的效果更佳。 2)整流二極管的一次導(dǎo)通過程，可視為一個(gè)“選通脈沖”，其脈沖重復(fù)頻率就等于交流電網(wǎng)的頻率(50Hz)。由于整流橋?qū)嶋H通過的不是正弦波電流，而是窄脈沖電流(參見圖35)，因此整流橋的平均整流電流IdIRMS，一般可按Id=(0．6～0．7)IRMS來計(jì)算IAVG值。欲獲得CI的準(zhǔn)確值，可按下式進(jìn)行計(jì)算： 舉例說明，在寬范圍電壓輸入時(shí)，umin=85V。代入數(shù)據(jù)有： 取標(biāo)稱值為6800μF。解決的辦法是在每只LED兩端并聯(lián)一個(gè)齊納二極管，如圖311所示。解決辦法是采取混連方式。第4章 控制電路的設(shè)計(jì)4 .1 PWM控制電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要使用SG3525A控制芯片設(shè)計(jì)PWM控制電路。 圖 41 SG3525引腳圖圖 42 SG3525內(nèi)部原理框圖2. 下面分別闡述其各部分功能： A 基準(zhǔn)電壓源: 基準(zhǔn)電壓源是一個(gè)三端穩(wěn)壓電路，其輸入電壓VCC 可在（8～35）V 內(nèi)變化，通常采用+15V，其輸出電壓VST＝，精度177。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。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。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。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。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》、《新型開關(guān)電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用》等。 （3）采用SG3525A控制芯片對(duì)電路進(jìn)行PWM控制，控制效果好。7腳HO和1腳LO是兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，驅(qū)動(dòng)同一橋臂的MOSFET。才能夠正常工作，要么采用小容量電容，以提高充電電壓，要么直接在VB和VS之間提供10～20V的隔離電源?？刂齐娐返碾娐穲D如圖44所示。 B 振蕩電路： 由一個(gè)雙門限電壓均從基準(zhǔn)電源取得，其高門限電壓V V H = 低門限電壓V V L = ,內(nèi)部橫流源向CT 充電，其端壓VC 線性上升，構(gòu)成鋸齒波的上升沿，當(dāng)C H V = V 時(shí)比較器動(dòng)作，充電過程結(jié)束，上升時(shí)間t1 為： 比較器動(dòng)作時(shí)使放電電路接通，CT 放電，VC 下降并形成鋸齒波的下降沿，當(dāng)C L V = V 時(shí)比較器動(dòng)作，放電過程結(jié)束，完成一個(gè)工作循環(huán)，下降時(shí)間間t2 為：注意：此時(shí)間即為死區(qū)時(shí)間鋸齒波的基本周期T 為:由上可見鋸齒波的上升沿遠(yuǎn)長(zhǎng)于下降沿，因此上升沿作為工作沿，下降沿作為回掃沿。 調(diào)節(jié)電源的占空比，可使輸出電壓基本上不隨負(fù)載變化和/或不隨輸入電壓變化而變化。同時(shí)通過各串LED的電流也相近。 圖 310 LED采用全部串聯(lián)方式的連接圖 圖31