小功率led照明无源驱动电路设计及研制(附件)【字数：8435】
摘 要LED照明具有节能、安全环保、长寿、发光效率高、响应速度快、小巧等优点，在当今的社会获得高度认可和广泛的应用。设计好LED驱动电路首先第一点要满足安全要求,第二需要根据恒流特性在足够的时间降低功耗,特别是在±15%的电源电压的变化幅度中,仍然能够保持在输出电流正负10%的范围内变化。所以这个时候一定要防止它的驱动电流超过最大值,使得电路电流变化超出应有幅度，造成功耗过高，并且这里还应满足LED的亮度以及颜色应为同样规格的要求。现今市面上普遍使用的驱动电路为开关电源电路，其本身构造较为繁琐，可靠性低，且工艺造价较高。为了克服开关电源路的这一系列缺点，我们在本设计中将探索另一种驱动方式以容抗代替电阻作为降压变换元件，设计无源驱动电路，驱动LED照明工作。以容抗作为降压元件的无源驱动电路的自身结构简单，功耗小，稳定性能高。并且这里可以驱动LED来进行发光以此可以使我们更加节约能源。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的背景和意义 1
1.2LED驱动电路的发展现状 1
第二章 无源驱动电路简介和优势 3
2.1设计构思 3
2.2无源电路的整体框架 3
2.3无源驱动电路和开关电路的比较 4
2.3.1开关电源介绍 4
2.3.2这里的开关电源一些缺点 5
2.3.3优势和注意事项 5
第三章 无源驱动理论与LED基本原理介绍 6
3.1RC串联电路介绍 6
3.2LED基本原理介绍 7
3.3发光二极管基本原理 8
3.4基本特性 9
第四章 无源驱动电路原理 10
4.1电路图的设计 10
第五章 电路硬件和测试 14
5.1硬件方面的电路 14
5.2检测他的电路硬件 15
5.3检测他的性能和它的稳定性 16
5.4总结 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献： 23
第一章 绪论
1.1课题的背景和意义
随着当今科学技术的高速发展，人们 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
对电子设备的需求也日趋增多，即使是在发展较为落后的地区，也很难在看到完全无电子设备的家庭。而现如今电子设备普遍都以电源驱动，机构复杂，技术门槛高，成本高。在全球能源危机的大环境下，这不禁让我们思考起是否有新型节能设计？于是我开始将目光锁定在节能、环保、色彩丰富、安全、寿命长、微型化的半导体 LED 上。
LED发光二极管，也叫作光发射二极管（Light Emitting Diode，简写为 LED）是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中载流子发生复合，放出过剩能量而引起光子发射产生可见光。
目前LED照明是引领全球的第三代新型(固体)照明光源，LED近年来的使用范围越来越广泛，随之人们对其在正常运作中的各项性能也越来越高，因此对于无源驱动电路的研究也就越发重要。而相应的，在当今世界LED常使用开关电源作为驱动电源。其优点是保证了输出电压稳定，但它的缺点是本身构造相对繁琐，工艺造价也相对较高。
为了克服这些缺点，且小功率LED的工作电流很小，所以我采用串联无源电容，以其容抗分摊电路电压，实现交流降压，进而驱动LED照明工作。
这次论文研究无源驱动LED照明，从而降低照明的耗电量，提高且方便人们的日常生活。
1.2LED驱动电路的发展现状
LED的众多优点获得各国政府重视和消费者喜爱，随着技术的提升，其应用领域正在不断拓展和延伸，被广泛运用于液晶屏背光源、通用照明、信号显示、信号灯和车用灯具等领域。近年来，随着LED芯片技术的提高、价格等的降低以及相关驱动电路的成熟，使LED光源在照明领域的应用成为可能。尤其在目前全球范围能源紧张， 中央政府大力提倡“节能降耗”的宏观环境下，大力推广LED照明必将产生重大的经济效益和社会效益。
实现LED照明的驱动电源一般采用小型开关降压稳流电路来实现，具有输出电压稳定，保证发光LED管芯可靠工作的优点，但又具有结构较复杂，自身可靠性较低，价格相对贵的缺点。对于小功率(一般≯3W)LED照明球灯，工作电流仅十几毫安，在供电电压稳定的条件下，釆用无源电容元件的容抗实现交流降压，从而给LED供电实现照明功能，无疑是一种非常诱人、值的应用的好方法。其电路极简单，使用可靠，整个驱动器几乎不消耗有功功率，成本非常低廉的特点。
目前，照明消耗约占整个电力消耗的 20%，大大降低照明用电是节省能源的重要途径。LED正以其固有的优越性吸引着世界的目光。美国，日本等国家及台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55%的白炽灯、日光灯被LED取代，每年可节省350亿美元电费，每年可减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本100%的白炽灯换成LED，可减少1 2座核电站发电量，每年可节省10亿公升以上原油消耗。台湾地区25%的白炽灯及100%日光灯被LED取代，每年可节省110亿度电。举世瞩目的2008年北京奥运会和2010年上海世博会都不约而同地以围绕绿色节能为主题，这给中国LED照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。据国内知名研究公司驰昂咨询(Sinotes)近日发布的预测，在奥运、世博的强力带动下，中国LED照明市场规模将从2007年的48.5亿元快速增长至2010年的98.1亿元。
在全球能源短缺、环保要求不断提高的情况下，凭借LED照明技术的亮度高、使用寿命长、节能、绿色环保等显著优势，伴随LED技术的飞速发展，使LED成为普通照明光源的时日越来越近，必将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后新的照明革命。我们国家的LED的外貌，质量，质地、切断机整齐使用性能不是很理想；西方各国的厂家正常都是批量出产，厂家更愿意投入技术，资金，机器，升高公司整体的自动化水准，组合出1个整套齐全的加工质量系统。特别是对LED外观的要求更高，采用新型技术，用冲床一下子完整的吧零部件做出来，油漆是被烤箱烤过的，然后被喷嘴喷上去，颜色设计看上去另人舒服，外面表皮上没有焊接产生的小缝、毛刺、锋利的边缘，光亮清洁美观。但是中国的一些股份有限公司时间久远，能扩大生产，把公司做大做好的的没有几家，厂房里的生产机器越来越旧，生产的时候拼公司人的多少、拼厂里出产经验，几十年历来都不改一下工艺，没有一点改变。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的背景和意义 1
1.2LED驱动电路的发展现状 1
第二章 无源驱动电路简介和优势 3
2.1设计构思 3
2.2无源电路的整体框架 3
2.3无源驱动电路和开关电路的比较 4
2.3.1开关电源介绍 4
2.3.2这里的开关电源一些缺点 5
2.3.3优势和注意事项 5
第三章 无源驱动理论与LED基本原理介绍 6
3.1RC串联电路介绍 6
3.2LED基本原理介绍 7
3.3发光二极管基本原理 8
3.4基本特性 9
第四章 无源驱动电路原理 10
4.1电路图的设计 10
第五章 电路硬件和测试 14
5.1硬件方面的电路 14
5.2检测他的电路硬件 15
5.3检测他的性能和它的稳定性 16
5.4总结 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献： 23
第一章 绪论
1.1课题的背景和意义
随着当今科学技术的高速发展，人们 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
对电子设备的需求也日趋增多，即使是在发展较为落后的地区，也很难在看到完全无电子设备的家庭。而现如今电子设备普遍都以电源驱动，机构复杂，技术门槛高，成本高。在全球能源危机的大环境下，这不禁让我们思考起是否有新型节能设计？于是我开始将目光锁定在节能、环保、色彩丰富、安全、寿命长、微型化的半导体 LED 上。
LED发光二极管，也叫作光发射二极管（Light Emitting Diode，简写为 LED）是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中载流子发生复合，放出过剩能量而引起光子发射产生可见光。
目前LED照明是引领全球的第三代新型(固体)照明光源，LED近年来的使用范围越来越广泛，随之人们对其在正常运作中的各项性能也越来越高，因此对于无源驱动电路的研究也就越发重要。而相应的，在当今世界LED常使用开关电源作为驱动电源。其优点是保证了输出电压稳定，但它的缺点是本身构造相对繁琐，工艺造价也相对较高。
为了克服这些缺点，且小功率LED的工作电流很小，所以我采用串联无源电容，以其容抗分摊电路电压，实现交流降压，进而驱动LED照明工作。
这次论文研究无源驱动LED照明，从而降低照明的耗电量，提高且方便人们的日常生活。
1.2LED驱动电路的发展现状
LED的众多优点获得各国政府重视和消费者喜爱，随着技术的提升，其应用领域正在不断拓展和延伸，被广泛运用于液晶屏背光源、通用照明、信号显示、信号灯和车用灯具等领域。近年来，随着LED芯片技术的提高、价格等的降低以及相关驱动电路的成熟，使LED光源在照明领域的应用成为可能。尤其在目前全球范围能源紧张， 中央政府大力提倡“节能降耗”的宏观环境下，大力推广LED照明必将产生重大的经济效益和社会效益。
实现LED照明的驱动电源一般采用小型开关降压稳流电路来实现，具有输出电压稳定，保证发光LED管芯可靠工作的优点，但又具有结构较复杂，自身可靠性较低，价格相对贵的缺点。对于小功率(一般≯3W)LED照明球灯，工作电流仅十几毫安，在供电电压稳定的条件下，釆用无源电容元件的容抗实现交流降压，从而给LED供电实现照明功能，无疑是一种非常诱人、值的应用的好方法。其电路极简单，使用可靠，整个驱动器几乎不消耗有功功率，成本非常低廉的特点。
目前，照明消耗约占整个电力消耗的 20%，大大降低照明用电是节省能源的重要途径。LED正以其固有的优越性吸引着世界的目光。美国，日本等国家及台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55%的白炽灯、日光灯被LED取代，每年可节省350亿美元电费，每年可减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本100%的白炽灯换成LED，可减少1 2座核电站发电量，每年可节省10亿公升以上原油消耗。台湾地区25%的白炽灯及100%日光灯被LED取代，每年可节省110亿度电。举世瞩目的2008年北京奥运会和2010年上海世博会都不约而同地以围绕绿色节能为主题，这给中国LED照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。据国内知名研究公司驰昂咨询(Sinotes)近日发布的预测，在奥运、世博的强力带动下，中国LED照明市场规模将从2007年的48.5亿元快速增长至2010年的98.1亿元。
在全球能源短缺、环保要求不断提高的情况下，凭借LED照明技术的亮度高、使用寿命长、节能、绿色环保等显著优势，伴随LED技术的飞速发展，使LED成为普通照明光源的时日越来越近，必将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后新的照明革命。我们国家的LED的外貌，质量，质地、切断机整齐使用性能不是很理想；西方各国的厂家正常都是批量出产，厂家更愿意投入技术，资金，机器，升高公司整体的自动化水准，组合出1个整套齐全的加工质量系统。特别是对LED外观的要求更高，采用新型技术，用冲床一下子完整的吧零部件做出来，油漆是被烤箱烤过的，然后被喷嘴喷上去，颜色设计看上去另人舒服，外面表皮上没有焊接产生的小缝、毛刺、锋利的边缘，光亮清洁美观。但是中国的一些股份有限公司时间久远，能扩大生产，把公司做大做好的的没有几家，厂房里的生产机器越来越旧，生产的时候拼公司人的多少、拼厂里出产经验，几十年历来都不改一下工艺，没有一点改变。
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