【正文】 的中點，另一端接在SS2的公共連接端，CC2中點的電壓等于整流后直流電壓的一半，即 V／2。圖 37 DC/AC變換電路開關(guān)管SS2選用MOSFET，因為它是電壓驅(qū)動全控制器件，具有驅(qū)動電路簡單、驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快及安全工作區(qū)大等優(yōu)點。圖 36 交流電壓為最小值時的輸入電壓波形 DC/AC變換電路的設計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)在常用的開關(guān)器件有功率晶體管（GTR)、功率場效應管(POWER MOSFET)、可關(guān)斷晶閘管（GTO）、普通型和快速型晶閘管（SCR)。欲獲得CI的準確值，可按下式進行計算： 舉例說明，在寬范圍電壓輸入時，umin=85V。該圖是在Po=POM，f=50Hz、整流橋的導通時間tC=3ms、η=80％的情況下繪出的。 設交流電壓u的最小值為umin。但CI值取得過高，會增加電容器成本，而且對于提高UImin值和降低脈動電壓的效果并不明顯。 表31 輸入濾波電容器容量的選擇 （2)準確計算輸入濾波電容器容量的方法：輸入濾波電容的容量是LED驅(qū)動電源的一個重要參數(shù)。15％)時，應取k=1μF／W。 （1)輸入濾波電容器容量的選擇 為降低整流濾波器的輸出紋波，輸入濾波電容器的容量CI必須選的合適。將Po=15W、η=80％、umin=85V、cosψ=0．7一并代入(2)式得到，IRMS=0．32A，進而求出Id=0．65IRMS=0．21A。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來計算IAVG值。 設輸入有效值電流為IRMS，整流橋額定的有效值電流為IBR，應當使IBR≥2IRMS。辟如可選1N4007(1A／1000V)、1N5408(3A／1000V)型塑封整流管。對于寬范圍輸入交流電壓，umax=265V，同理求得UBR=468．4V，應選耐壓600V的成品整流橋。 整流橋的主要參數(shù)有反向峰值電壓URM(V)，正向壓降UF(V)，平均整流電流Id(A)，正向峰值浪涌電流IFSM(A)，最大反向漏電流IR(μA)。 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。它具有體積小、使用方便、各整流管的參數(shù)一致性好等優(yōu)點，可廣泛用于LED驅(qū)動電路的整流電路。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。 2)整流二極管的一次導通過程，可視為一個“選通脈沖”，其脈沖重復頻率就等于交流電網(wǎng)的頻率(50Hz)。橋式整流濾波電路的原理如圖35(a)所示，整流濾波電壓及整流電流的波形分別如圖35(b)和(c)所示[6]。)。(導通范圍是36176。)，但由于濾波電容器C的作用，僅在接近交流峰值電壓處的很短時間內(nèi)才有輸入電流經(jīng)過整流橋?qū)充電。(導通范圍是從0176。 整流橋電路的設計 (1)整流橋的導通時間與選通特性 50Hz交流電壓經(jīng)過全波整流后變成脈動直流電壓u1，再通過輸入濾波電容得到直流高壓U1。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。圖(c)、(d)所示電路較復雜，抑制干擾的效果更佳。圖 33 兩級復合式EMI濾波器電路為減小體積、降低成本，單片開關(guān)電源一般采用簡易式單級EMI濾波器，典型電路如圖34所示。C1~C4的耐壓值均為630VDC或250VAC。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~。C1和C2采用薄膜電容器，~，主要用來濾除串模干擾。需要指出，當額定電流較大時，共模扼流圈的線徑也要相應增大，以便能承受較大的電流。L對串模干擾不起作用，但當出現(xiàn)共模干擾時，由于兩個線圈的磁通方向相同，經(jīng)過耦合后總電感量迅速增大，因此對共模信號呈現(xiàn)很大的感抗，使之不易通過，故稱作共模扼流圈。 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，使用時外殼應接通大地。此外，電磁干擾濾波器應對串模、共模干擾都起到抑制作用。串模干擾是兩條電源線之間(簡稱線對線)的噪聲，共模干擾則是兩條電源線對大地(簡稱線對地)的噪聲。這表明噪聲屬于雙向干擾信號，電子設備既是噪聲干擾的對象，又是一個噪聲源。 電源噪聲是電磁干擾的一種，其傳導噪聲的頻譜大致為10kHz~30MHz，最高可達150MHz。 （2）驅(qū)動IC的作用：LED雖然在節(jié)能方面比普通光源的效率高，但是LED光源卻不能像一般的光源一樣可以直接使用公用電網(wǎng)電壓，它必須配有專用電壓轉(zhuǎn)換設備，提供能夠滿足驅(qū)動LED的額定電壓和電流，才能使LED正常工作，也就是所謂的LED專用驅(qū)動IC。通過隔離人工在線調(diào)試的時候更加安全。輸出平滑電 路 EMI濾波電路整流橋電路DC/AC變換電路 LED燈源陣 列 220V交流 輔 助 電 路 隔離、驅(qū)動電路 PWM控制電 路 電壓反饋 圖31 總體框圖PWM控制電路：在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負載變化的情況下，控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)集成電路內(nèi)部開關(guān)器件的導通脈沖寬度，使得輸出電壓或電流等被控制信號穩(wěn)定。輔助電路：提供所有單一電路的不同要求電源。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。電路各組成部分的主要作用如下：EMI濾波電路：將電網(wǎng)存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。電路設計的總體框圖如圖31所示。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。目前來說，采用PWM控制方式設計的LED電源是比較理想的，因為這種開關(guān)電源的輸出電壓或電流都很穩(wěn)定。因此，無論正向電流如何變化，都可產(chǎn)生恒定的LED亮度。因此，電路設計時最好采用恒流源驅(qū)動。所以對驅(qū)動電路的設計尤其的重要。 圖 24 LED的IV特性曲線 第3章 LED驅(qū)動主電路的設計 電路設計的總體方案 LED驅(qū)動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LED提供穩(wěn)定的單向驅(qū)動電流，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】。由IV曲線可以得出發(fā)光管的正向電壓，反向電流及反向電壓等參數(shù)。在正向電壓正小于某一值（叫閾值）時，電流極小，不發(fā)光。在外界溫度升高時，VF將下降。一般是在 IF=20mA時測得的。 圖 23 兩種不同型號的LED的發(fā)光強度角分布（5）正向工作電流IF：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值。顯然，法線方向上的相對發(fā)光強度為1，離開法線方向的角度越大，相對發(fā)光強度越小。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。 （4）半值角θ1/2和視角：θ1/2是指發(fā)光強度值為軸向強度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。由于一般LED的發(fā)光強度小，所以發(fā)光強度常用坎德拉(mcd)作單位。波長λ（nm）圖 22 LED光波長分布圖 （2）發(fā)光強度IV：發(fā)光二極管的發(fā)光強度通常是指法線（對圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強度。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），有一個與之對應的波長，此波長叫峰值波長，用λ0表示。低于或高于此溫度范圍，發(fā)光二極管將不能正常工作，效率大大降低。超過此值，發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。超過此值可損壞二極管。超過此值，LED發(fā)熱、損壞。進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復合而發(fā)光，如圖21所示。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。 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ⅢⅣ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAs（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是pn結(jié)。如果將幾十個單體LED組合，其成本將大大增加。 雖然LED目前已被大多數(shù)人認識，也被多數(shù)人看好，但其高昂的價格難以被消費者接受。結(jié)溫過高會直接影響LED的壽命，并且會增大LED的光衰，情況嚴重的會將LED燒壞。（2） 需要嚴格控制溫度。（1） 功耗低。所謂“綠色照明”的概念就是指通過科學的照明設計，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、學習、生活的條件與質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個高效、舒適、安全、經(jīng)濟、有益的環(huán)境。采用專用電源給LED光源供電時，達到最大照度的時間小于10ms。（7） 快速響應。 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。LED組合的光色變化多端，可實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。 LED的光譜窄，單色性好，幾乎所有發(fā)出的光都可以利用，而且無需過濾直接發(fā)出色光。 LED利用固態(tài)半導體芯片將電能轉(zhuǎn)化為光能，外加環(huán)氧樹脂封裝，體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉淀、光衰等缺點，可承受高強度機械沖擊。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。（3） 壽命長。 LED為冷光源，眩光小，無輻射，使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)。預計幾年后，白光LED的發(fā)光效率有可能達到150~200 lm遠遠超過了現(xiàn)在其它照明光源的發(fā)光效率。LED具有電壓低、電流小、亮度高的特性。 LED的特點 LED通過pn結(jié)實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換，其特點如下。LED的電流大小是由加在二極管兩端的電壓大小來控制的。LED在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有和半導體二極管相似的p區(qū)和n區(qū)，p區(qū)和n區(qū)相交的界面形成pn結(jié)。LED是一種半導體二極管，與普通半導體二極管一樣有兩個電極(正極和負極)。第2章 LED的基