36wled照明光源驱动电路的设计与研制【字数：8562】
摘 要LED照明光源以其体积小、高节能、利环保、长寿命、高光效等众多独特优势，在未来照明市场中以LED作为光源的灯具称为了不可或缺的角色。本文基于BUCK开关电源的降压电路设计了一个驱动36W LED光源的驱动器电路，实现了为LED提供稳定可靠地供电条件，使设计的驱动器输出电流和电压范围满足与LED发光阵列良好匹配工作，工作时发挥其稳流、输出自保护的作用。本次设计将驱动器分为整流电路、滤波电路、开关电路等几部分进行讨论。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2国内外发展状况 1
第二章 LED的基本知识 3
2.1LED的结构 3
2.2LED的发光机理 3
2.3LED的主要参数和特性 4
2.3.1LED的电学特性 5
2.3.2LED的光学特性 7
2.3.3LED的热学特性 8
2.4LED阵列 9
2.4.1LED的连接方式 9
2.4.2LED的阵列的组成 12
第三章 非隔离型降压型LED驱动IC 13
3.1LED驱动电源的核心驱动芯片 13
第四章 LED驱动器驱动原理介绍与设计 16
4.1整流滤波电路 16
4.2BUCK降压电路 17
4.2.1开关电源调制方式 18
4.2.2开关电源的工作模式 19
4.2.3开关电源驱动方式 19
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪论
1.1引言
1.1.1研究背景
Light Emitting Diode，缩写LED，中文名称发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能，所以LED照明是在白炽灯和荧光灯之后的一种新型光源。LED具有众多优点如使用寿命长、外形轻巧、发光效率高、抗冲击能力强、可以组成各种形式的灯具、发光颜色可控等[1]。LED的大量使用降低了全球照明的用电量，作为 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
一种高光效照明电光源，LED在家庭、工业、汽车、LCD背光等照明领域飞速的发展，得到了全球政府的支持，吸引了消费者们的眼球。
眼下LED照明光源已经成为人们生活中一个不可缺少的部分，LED照明技术的广泛应用使得LED照明已经成为一个具有良好发展前景的高新技术产业，并因此形成了一条成熟可靠的产业链。
中国作为世界上人口最多的国家，电力资源十分匮乏，近20年来，我国每年的用电量增长率都超过15%，它产生的种种后果可能会影响到我国的发展，因此减少用电器件的能耗是我国人民所需面对的当今社会可持续发展的重大问题，所以节能减排成为我国各级政府的长久发展目标，LED作为高能效低能耗的照明光源，已经成为人们不二的选择。目前LED主要应用有交流输入的LED驱动电路、直流输入的LED驱动电路、LED背光电路、汽车LED照明电路等[2]。
1.1.2国内外发展状况
在20世纪90年代初，日本首先成功研究制造出了掺杂镁的同质结GaN蓝光LED,这使得白光LED的技术方案有了具体的依据，随之，半导体和LED固态照明领域也成为了国内外相关领域引人注目的焦点[3]。随着材料和制作工艺的不断改进，LED器件的发光效率已取得了显著的提升，LED器件也从早期的20mA的指示型发展到350mA的功率型。
日本的21世纪照明计划使得日本LED照明占整体照明的比率预计在2020年达到60%左右，美国的下一代照明计划对LED固态照明光源的使用预计将在2025年减少美国一半的照明用电[4]。
目前，全球的LED照明朝着高亮度、高能效的方向目标发展，LED的驱动电路的产生实现了集成化的目的。但是掌握着LED驱动核心技术的大都是国外的众多公司，我国对LED的研究尚处于起跑阶段，我们应当奋起直追，加大力度研究发展LED驱动的各种技术[5]。
而我国在LED照明领域也进行了多方位的攻坚，2006年，我国实施了国家半导体照明工程，国家科技部在此基础上启动了半导体照明重点专项计划，致力于突破半导体照明核心技术，完善半导体照明的产业链，形成具有国际竞争力的半导体照明产业，2011年国家科技部提出了国家十二五科学和技术发展规划，内容主要有制备白光LED、系统集成等自主关键技术，计划在短期内提升LED的发光效率到国际同期的先进水平，并且发展半导体照明能够占据照明市场的30%[6]。
目前现在市场上LED的主流光效为100~120lm/W,而实验室光效却是303lm/W，两者之间还存在着很大的差距[7]。LED拥有很多优点，但它也有自身的缺点，比如光效低、封装工艺技术和散热等问题，由于LED发射的光线没有红外和紫外线，所以它消耗的电能除了转化成光能以外，几乎都变成了热能的形式，如果长时间让LED工作在高温下，将大大减小LED的使用寿命，所以这就对LED的散热性能提出了很高的要求。
LED照明作为一种潜力巨大的光源，由于自身特点和技术不到位等各方面的种种问题，目前还没有占据人们心中的主要位置，相信在技术进步的将来，这种光源将成为人们生活中一种不可或缺的存在[8]。
第二章 LED的基本知识
2.1LED的结构
LED主要是由PN结、电极等部分组成，它的基本结构是将一块能够通电发光的PN结材料连接在电极上，然后用环氧树脂包围密封起来，如图21所示是我们生活中常用固体LED有弹头型LED和大功率LED等。
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弹头型LED结构图
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目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2国内外发展状况 1
第二章 LED的基本知识 3
2.1LED的结构 3
2.2LED的发光机理 3
2.3LED的主要参数和特性 4
2.3.1LED的电学特性 5
2.3.2LED的光学特性 7
2.3.3LED的热学特性 8
2.4LED阵列 9
2.4.1LED的连接方式 9
2.4.2LED的阵列的组成 12
第三章 非隔离型降压型LED驱动IC 13
3.1LED驱动电源的核心驱动芯片 13
第四章 LED驱动器驱动原理介绍与设计 16
4.1整流滤波电路 16
4.2BUCK降压电路 17
4.2.1开关电源调制方式 18
4.2.2开关电源的工作模式 19
4.2.3开关电源驱动方式 19
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪论
1.1引言
1.1.1研究背景
Light Emitting Diode，缩写LED，中文名称发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能，所以LED照明是在白炽灯和荧光灯之后的一种新型光源。LED具有众多优点如使用寿命长、外形轻巧、发光效率高、抗冲击能力强、可以组成各种形式的灯具、发光颜色可控等[1]。LED的大量使用降低了全球照明的用电量，作为 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
一种高光效照明电光源，LED在家庭、工业、汽车、LCD背光等照明领域飞速的发展，得到了全球政府的支持，吸引了消费者们的眼球。
眼下LED照明光源已经成为人们生活中一个不可缺少的部分，LED照明技术的广泛应用使得LED照明已经成为一个具有良好发展前景的高新技术产业，并因此形成了一条成熟可靠的产业链。
中国作为世界上人口最多的国家，电力资源十分匮乏，近20年来，我国每年的用电量增长率都超过15%，它产生的种种后果可能会影响到我国的发展，因此减少用电器件的能耗是我国人民所需面对的当今社会可持续发展的重大问题，所以节能减排成为我国各级政府的长久发展目标，LED作为高能效低能耗的照明光源，已经成为人们不二的选择。目前LED主要应用有交流输入的LED驱动电路、直流输入的LED驱动电路、LED背光电路、汽车LED照明电路等[2]。
1.1.2国内外发展状况
在20世纪90年代初，日本首先成功研究制造出了掺杂镁的同质结GaN蓝光LED,这使得白光LED的技术方案有了具体的依据，随之，半导体和LED固态照明领域也成为了国内外相关领域引人注目的焦点[3]。随着材料和制作工艺的不断改进，LED器件的发光效率已取得了显著的提升，LED器件也从早期的20mA的指示型发展到350mA的功率型。
日本的21世纪照明计划使得日本LED照明占整体照明的比率预计在2020年达到60%左右，美国的下一代照明计划对LED固态照明光源的使用预计将在2025年减少美国一半的照明用电[4]。
目前，全球的LED照明朝着高亮度、高能效的方向目标发展，LED的驱动电路的产生实现了集成化的目的。但是掌握着LED驱动核心技术的大都是国外的众多公司，我国对LED的研究尚处于起跑阶段，我们应当奋起直追，加大力度研究发展LED驱动的各种技术[5]。
而我国在LED照明领域也进行了多方位的攻坚，2006年，我国实施了国家半导体照明工程，国家科技部在此基础上启动了半导体照明重点专项计划，致力于突破半导体照明核心技术，完善半导体照明的产业链，形成具有国际竞争力的半导体照明产业，2011年国家科技部提出了国家十二五科学和技术发展规划，内容主要有制备白光LED、系统集成等自主关键技术，计划在短期内提升LED的发光效率到国际同期的先进水平，并且发展半导体照明能够占据照明市场的30%[6]。
目前现在市场上LED的主流光效为100~120lm/W,而实验室光效却是303lm/W，两者之间还存在着很大的差距[7]。LED拥有很多优点，但它也有自身的缺点，比如光效低、封装工艺技术和散热等问题，由于LED发射的光线没有红外和紫外线，所以它消耗的电能除了转化成光能以外，几乎都变成了热能的形式，如果长时间让LED工作在高温下，将大大减小LED的使用寿命，所以这就对LED的散热性能提出了很高的要求。
LED照明作为一种潜力巨大的光源，由于自身特点和技术不到位等各方面的种种问题，目前还没有占据人们心中的主要位置，相信在技术进步的将来，这种光源将成为人们生活中一种不可或缺的存在[8]。
第二章 LED的基本知识
2.1LED的结构
LED主要是由PN结、电极等部分组成，它的基本结构是将一块能够通电发光的PN结材料连接在电极上，然后用环氧树脂包围密封起来，如图21所示是我们生活中常用固体LED有弹头型LED和大功率LED等。
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弹头型LED结构图
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