【正文】 LED 的光子發(fā)射源于電子、空穴對的復合，故其發(fā)射速率以及發(fā)光強度均與 LED的正向電流成比例?？梢杂米靼坠?LED 驅動電源的集成器件品種較多，大致分為恒流源、電荷泵和開關電源三種類型。對于采用 LDO電路的驅動器，無需外圍組件及價位低是它的優(yōu)點，其缺點是轉換效率略低，并且電池往往不能用 到終止放電電壓就要充電。 過去認為有電感的升壓式 DC/DC 變換器可輸出較大的電流。 ⑨ 使用方便，價位低。 ⑦ 小尺寸封裝，并要求外圍組件少而小，使所占印制板面積小。 ⑤ 白光 LED 的最大電流 ILED 可設定，使用 過程中可調節(jié)白光 LED 的亮度（亮度調節(jié)）。 ③ 在多個白光 LED 并聯(lián)使用時，要求各白光 LED 的電流相匹配，使亮度均勻。 ② 驅動器應有高的功率轉換效率，以提高電池的壽命或兩次充電之間的時間間隔。 6:一批貨功率相差很大 ,達二瓦以上 . 浙江機電職業(yè)技術學院電氣 電子工程 學院 畢業(yè)設計說明書 12 第三章 LED驅動器 白光 LED驅動器的要求 驅動器可以看作是向白光 LED 供電的特殊電源，可以驅動正向壓降為 ~ LED，并根據(jù)需要驅動串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的多個白光 LED，滿足驅動電流的要求。 4:開機時閃耀 。 2:亮度隨電壓而變化 。待機功耗非常低 。 理想的 LED 驅動方式是采用恒壓、恒流 .但驅動器的成本增加 .其實每種驅動方式均有優(yōu)、缺點 ,根據(jù) LED 產品的要求、應用場合 ,合理選用 LED 驅動方式 ,精確設計驅動電源成為關鍵 .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換設備 ,提供能夠滿足 LED 額定的電壓和電流 ,才能使 LED 正常工作 ,也就所謂的 LED 專用電源 . 但由于各種規(guī)格不同的 LED 電源的性能和轉換效率各不相同 ,所以選擇合適、高效的 LED 專用電源 ,才能真正展露出 LED光源高效能的特性 .因 為低效率的 LED電源本身就需要消耗大量電能 ,所以在給 LED 供電的過程中就無法凸顯 LED 的節(jié)能特點 .總之 ,LED 電源在 LED工作中的穩(wěn)定性、節(jié)能性、壽命長短 ,具備重要的作用 . LED 具有類似于二極管的正向 VI 特性 .在低于 LED 開啟閾值 (白光 LED 的開啟電壓閾值大約為)時 ,通經(jīng)該 LED 的電流非常小 .在高于該閾值時 ,電流會以正向電壓形式成指數(shù)倍遞增 .這就允許將LED定型為帶有一個串聯(lián)電阻的電壓源 ,其中帶有一則警示說明 :本模型僅在單一的工作 DC電流下才有效 .如果 LED中的 DC電流發(fā)生改變 ,那么該模型的電 阻也應隨即改變 ,以反映新的工作電流 .在大的正向電流下 ,LED中的功率耗散會使設備發(fā)熱 ,此舉將改變正向壓降和動態(tài)阻抗 .在確定 LED阻抗時充分考慮散熱環(huán)境是非常重要的 . 當通過降壓穩(wěn)壓器驅動 LED時 ,LED常常會根據(jù)所選的輸出濾波器排列來傳導電感的 AC 紋波電流和 DC 電流 .這不僅會提高 LED 中電流的 RMS振幅 ,而且還會增大其功耗 .這樣就可提高結溫并對 LED 的使用壽命產生重要影響 .如果我們設定一個 70%的光輸出限制作為 LED 的使用壽命 ,那么 LED的壽命就會從 74 攝氏度度下的 15,000小時延長到 63 攝氏度度下的 40,000小時 .LED的功率損耗由 LED 電阻乘以 RMS 電流的平方再加上平均電流乘以正向壓降來確定 .由于結溫可通過平均功耗來確定 ,因此即使是較大的紋波電流對功耗產生的影響也不大 .例如 ,在降壓轉換器中 ,等于 DC 輸出電流 (Ipkpk=Iout)的峰至峰紋波電流會增加不超過 10%的總功率損耗 .如果遠遠超過上面的損耗水平 ,那么就需要降低來自電源的 AC 紋波電流以便使結溫和工作壽命保持不變 .一條非常有用的經(jīng)驗法則是結溫每降低 10 攝氏度 ,半導體壽命就會提高兩倍 .實際上 ,由于電感器的抑制作用 ,因此大多數(shù)設計就趨向于更低的紋 波電流 .此外 ,LED 中的峰值電流不應超過廠商所規(guī)定的最大安全工作電流額定值 . 大功率 LED被稱為 “綠色光源 ”,它將向大 LED電流 (300mA 至 )、高效率 (60至 120 流明 /瓦 )、亮度可調的方向發(fā)展 . 由于大功率 LED 在壽命上具有很大優(yōu)勢 ,所以發(fā)展前景非常廣闊 ,其中最被看好的照明應用是汽車、醫(yī)療設備和儀器儀表及其它特種照明環(huán)境 .但這些應用對 LED 驅動系統(tǒng)設計也提出了新的要求 ,包括 :輸浙江機電職業(yè)技術學院電氣 電子工程 學院 畢業(yè)設計說明書 11 入電壓范圍一般要求為 6V 到 24V。 PWM控制式開關電源 目前來說 ,PWM 控制方式設計的 LED 電源是比較理想的 ,因為這種開關電源的輸出電壓或電流都很穩(wěn)定 .電源轉換效率極高 ,一般都可以高達 80%~90%,并且輸出電壓、電流十分穩(wěn)定 .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、開關能量轉換部分 .而且這種電路都有完善的保護措施 ,屬于高可靠性電源 。 電阻降壓 這種供電方式電源效率很低 ,而且系統(tǒng)的可靠也較低 .因為電路通過電阻降壓 ,受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大 ,不容易做成穩(wěn)壓電源 ,并且降壓電阻本身還要消耗很大部分的能量 。 電子變壓器降壓 這種電源結構不足之處是轉換效率低 ,電壓范圍窄 ,一般 180~240V,波紋干擾大 。 （ 4） 要使每串以穩(wěn)壓電路驅動 LED顯示亮度均勻 ,需要加上合適的電阻才可以 。 （ 2） 穩(wěn)壓電路雖然不怕負載開路 ,但是嚴禁負載完全短路 。 （ 4） 要限制 LED的使用數(shù)量 ,因為它有最大承受電流及電壓值 。 （ 2） 恒流電路雖然不怕負載短路 ,但是嚴 禁負載完全開路 。半導體照明有外延、芯片、封裝、應用幾個環(huán)節(jié)，首先要抓離市場最近的終端產品應用，盡快實現(xiàn)產業(yè)化。在繼續(xù)倡導產學研聯(lián)合攻關的同時，要發(fā)揮企業(yè)特別是民營企業(yè)的主體作用，使企業(yè)真正成為這個工程的投資主體、實施主體、受益主體。 目前，我國發(fā)展半導體照明產業(yè)是要靠機制創(chuàng)新加政策拉動。尤其是封裝已在國際市場上占有相當大的份額，我國生產的紅光、黃光半導體燈在全球最有競爭力，優(yōu)勢就在于封裝。專家認為，從總體上看，目前我國半導體 LED產業(yè)的技術水平與發(fā)達國家只相差 3年左右。 第二，我國在這個領域已具備一定的技術和產業(yè)基礎。這意味著照明工業(yè)在我國有著巨大的發(fā)展空間。美國的年照明用電為 6000億千瓦時，約占用電總量的 20％。我國現(xiàn)在是世界上第一大照明電器生產國和第二大照明電器出口國。同時，我國科技部也啟動了半導體照明示范工程項目，旨在建設一批具有代表性的工程，例如廈門鼓浪嶼亮化工程，通過政府采購來推動半導體照明產品的應用，并在應用過程中逐步解決標準系列化 的問題。 自從我國啟動了半導體照明工程后，進展很快。 為順應半導體照明 —— 白光 LED這一世界高新技術發(fā)展潮流，我國已于 2021年 6月 17日成立了國家半導體照明工程協(xié)調領導小組，科技部 會同信息產業(yè)部、建設部、教育部、中國輕工業(yè)聯(lián)合會、中國科學院等行業(yè)和地方，開始共同啟動半導體照明工程。目前我國一年照明耗電量超過 2021億千瓦時，占全國用電總量的 12％。 我國在超高亮度和白光 LED領域已具備一定的技術和產業(yè)基礎，但是，照明工業(yè)也存在大而不強的浙江機電職業(yè)技術學院電氣 電子工程 學院 畢業(yè)設計說明書 7 問題，主要做低端產品，利潤率低，缺乏國際市場競 爭力。 （ 4） 照射房間的亮度并不比節(jié)能燈出色，因為 led只在直視的狹小角度內有高亮度，而 偏離該角度后光線迅速減弱 我國白光 LED發(fā)展前景 半導體照明是 21 世紀最具發(fā)展前景的高技術領域之一。 ，而普通節(jié)能燈幾乎可照射 360176。 （ 2） 每個 led燈泡的光線過亮， 會強烈刺激眼睛，不可直視，哪怕短時間，而普通節(jié)能燈相對要柔和些 。 白光 LED燈的缺點 （ 1） LED 燈具在交流電驅動下和普通白熾燈一樣會有頻閃現(xiàn)象，而普通節(jié)能燈沒有頻閃現(xiàn)象。 （ 6） 堅固耐用 LED 是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面， 它比燈泡和熒光燈管都堅固。這就是說：它消耗的電不超過 。 （ 2） 耗電量低 LED耗電非常低，一般來說 LED的工作電壓是 。 浙江機電職業(yè)技術學院電氣 電子工程 學院 畢業(yè)設計說明書 6 白光 LED燈的 特點 白光 LED燈的優(yōu)點 LED的內在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。可以預見不久的將來，白光ＬＥＤ定會進入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。 普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價格便宜，但光效低（燈的熱效應白白耗電），壽命短，維護工作量大，但若用白光 LED作照明，不僅光效高，而且壽命長（連續(xù)工作時間 1000小時以上），幾乎無需維護。那時的白光 LED的工作電流便可達安培級。對白光 LED：在 1998年，白光 LED的光效只有 5流明／瓦，到了 1999年已達到 15流明／瓦，這一指標與一般 家用白熾燈相近，而在 2021年時，白光 LED的光效已達 25流明／瓦，這一指標與鹵鎢燈相近。 3．白光 LED照明新光源的應用前景 為了說明白光 LED的特點，先看看目前所用的照明燈光源的狀況。第一種方法產生白光的系統(tǒng)如圖１所示，圖中 LED ＧａＭ芯片發(fā)藍光（ λ ｐ =465nm），它和 YAG（釔鋁石榴石）熒光粉封裝在一起，當熒光粉受藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光，結果，藍光和黃光混合形成白光（構成ＬＥＤ的結構如圖２所示）。 2．白光 LED的工藝結構和白色光源 對于一般照明，在工藝結構上，白光 LED通常采用兩種方法形成，第一種是利用 “ 藍光技術 ” 與熒光粉配合形成白光；第二種是多種單色光混合方法。上述兩 種模式的白光，都需要藍色光，所以攝取藍色光已成為制造白光的關鍵技術，即當前各大 LED制造公司追逐的 “ 藍光技術 ” 。但要制造這種性能的 LED，在目前的工藝條件下是不可能的。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因為白光不是單色光，而是由多種單色光合成的復合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機中的白色光也是由三基色紅、綠、藍合成。 LED用途介紹 １．可見光的光譜和 LED白光的關系 浙江機電職業(yè)技術學院電氣 電子工程 學院 畢業(yè)設計說明書 5 眾所周之，可見光光譜的波長范圍為 380nm～ 760nm，是人眼可感受到的七色光 —— 紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，但這七 種顏色的光都各自是一種單色光。經(jīng)過近 30