基于multisim的led照明驱动电路设计【字数：7383】
摘 要在经济不断发展的今天，LED的应用已经不断渗透各行各业如邮政，电子屏，医疗，航天等领域。其发展势头也越来越强烈，研究LED的驱动在电子行业已经成为大势所趋。本文以LED的发展现状为基础，在基于LED的基本特点及发光原理上采用了可以更有效保护LED不被损伤的恒流源驱动电路，即先用变压器将国家规定的220V电压降压，并用桥式整流电路和滤波电容将交流电转换为稳定输出的直流电源。采用稳压二极管对电路进行稳压，然后用三极管构成的电流源并将四个LED灯用混联方式连接起来。为了验证照明电路，最后用Multisim 的进行关于LED照明驱动电路的仿真。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2LED发展概况及趋势 1
第二章 发光二极管工作原理和驱动电路 3
2.1LED的基本组成和工作原理 3
2.2LED的驱动电路 3
2.2.1恒压源驱动 4
2.2.2恒流源驱动 5
2.3LED连接方式 5
2.3.1简单串联方式 5
2.3.3简单并联方式 6
2.3.3混联方式 6
第三章 LED驱动电路设计 8
3.1LED驱动电路设计 8
3.1.1驱动电路方案设计 8
3.1.2驱动电路主体电路设计 8
3.1.3驱动电路前置电路设计 9
3.2LED驱动电路仿真设计 11
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
第一章 绪论
1.1引言
在全球经济不断发展的当今社会，人们已经不满足当前所拥有的生活质量，照明已经由单纯的发光演变在人们生活中成为不可或缺的一部分，在多姿多彩的日常生活中扮演者重要角色。其中在照明系统中运用最多的就是以LED为基础进行照明驱动设计研究。LED（Light Emitting Diod）即发光二极管，是一种半导体电子器件，能将电能转换为光能。在1962年这种电子器件进入人们视野中，一开始由于技术的不完善LED只能发出微弱的红光，后来可以变换到黄光，蓝光等。今天在科学家的不断努力下L *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
ED已经可以根据我们的需要随意的变换颜色。白炽灯的工作原理是通电后一直等待直至灯丝变成白炽状态，这样就会一直耗电，对能源的消耗很大。但是与白炽灯不一样的是LED以其特殊的材料结构再利用电场力的作用下，直接将光能转换为电能。因此与白炽灯相比LED拥有较低的能源消耗和较大的发光效率。对于白炽灯来说，其功率一般都在1W甚至有的超过10W，而发光二极管的单管功率仅为0.030.06W，从中可以知道在同样照明效果的情况下LED的耗电量比白炽灯小得多，同样效果的50W白炽灯相当于5W的LED灯泡所以LED更加节能省电。由于LED在光谱中没有紫外线和红外线，这就保证了LED没有热量和辐射危害，属于典型的绿色照明光源，更加环保，对人们的工作、学习、生活的条件与质量的提高有很大的帮助。由此可知，LED已经成为一种新兴研究的高科技产品并十分具有发展潜力和影响力。
1.2LED发展概况及趋势
我国的半导体产业发展于20世纪60年代，并在90年代LED照明产业不断壮大，到2000年我国就已解决所有颜色关于信号显示照明等问题,并在不同光照通量的特殊照明领域对LED进行应用。背光及照明的推动使LED在2010年迅猛发展。近几年来由于我国经济迅猛发展像电商等行业不断兴起，国家大力推进互联网+模式，而且照明产业系统内部不断优化调整的大环境作用下，致使我国的照明系统发展趋势越来越好。到目前为止，我国已经形成了较为完整的LED制造、封装及应用的产业链。
在知识更新不断发展的今天，人们对LED的探索也不断进行着，LED已经在亮度和颜色变换上不断发展并取得了较为成功的结果。LED从一开始只能发出微弱的光转变成色彩缤纷，到现在人们的日常生活如电子产品显示屏都离不开LED的帮助。更重要的国家现阶段推行绿色环保大力发展能源节约型产业，LED凭借其本身的高效率，低能耗等特点切合国家强调的宗旨，国家在对LED的投入也会与之俱增。随着国内生产厂家技术的提高和生产成本的降低，物美价廉的LED必将更加吸引人们的眼球，在照明行业显示出蓬勃的生机与活力，让更多的消费者享受便捷舒适的生活。在科技不断进步的今天 ，发光二极管已经在各行各业由一开始的崭露头角转换成大放光彩。在未来LED也会凭借其优越的特性更加受到人们的关注。在人类的照明行业LED必将成为不可或缺的一部分甚至会成为领军标杆。
第二章 发光二极管工作原理和驱动电路
2.1LED的基本组成和工作原理
LED是半导体二极管的一种，因此它具备与普通二极管相同的单向导电性能也就是说当导通时只允许一种电流经过，正偏时电阻值小，反偏时电阻值大。LED是有化合物制成的，其原料主要有镓（Ga）、砷（As）、磷（P）等。但是它与普通二极管的不同之处是LED能将电能直接转换成单色或多色光，例如紫色，青色，赤色和蓝色等。对于不同的半导体材料来说，最后转换成的颜色与他们电子空穴内部的状态有直接关系。LED的发光原理如图21所示。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。在某些半导体材料的PN?结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
/
图21 LED工作原理
由于发光二极管的正向电压很低，工作电流很小。此时我们就可以通过调整电流大小来更加方便的选择出我们所需要的发光强度。由此可见，LED可以用来在电子设备上当做显示器件。LED的特点不仅有这些，据报道LED可以开关接近50000次，其寿命特别长，几乎能满足我们一般的正常生活。由于材料封装的原因，LED在抗震抗压方面也有很强的性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2LED发展概况及趋势 1
第二章 发光二极管工作原理和驱动电路 3
2.1LED的基本组成和工作原理 3
2.2LED的驱动电路 3
2.2.1恒压源驱动 4
2.2.2恒流源驱动 5
2.3LED连接方式 5
2.3.1简单串联方式 5
2.3.3简单并联方式 6
2.3.3混联方式 6
第三章 LED驱动电路设计 8
3.1LED驱动电路设计 8
3.1.1驱动电路方案设计 8
3.1.2驱动电路主体电路设计 8
3.1.3驱动电路前置电路设计 9
3.2LED驱动电路仿真设计 11
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
第一章 绪论
1.1引言
在全球经济不断发展的当今社会，人们已经不满足当前所拥有的生活质量，照明已经由单纯的发光演变在人们生活中成为不可或缺的一部分，在多姿多彩的日常生活中扮演者重要角色。其中在照明系统中运用最多的就是以LED为基础进行照明驱动设计研究。LED（Light Emitting Diod）即发光二极管，是一种半导体电子器件，能将电能转换为光能。在1962年这种电子器件进入人们视野中，一开始由于技术的不完善LED只能发出微弱的红光，后来可以变换到黄光，蓝光等。今天在科学家的不断努力下L *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
ED已经可以根据我们的需要随意的变换颜色。白炽灯的工作原理是通电后一直等待直至灯丝变成白炽状态，这样就会一直耗电，对能源的消耗很大。但是与白炽灯不一样的是LED以其特殊的材料结构再利用电场力的作用下，直接将光能转换为电能。因此与白炽灯相比LED拥有较低的能源消耗和较大的发光效率。对于白炽灯来说，其功率一般都在1W甚至有的超过10W，而发光二极管的单管功率仅为0.030.06W，从中可以知道在同样照明效果的情况下LED的耗电量比白炽灯小得多，同样效果的50W白炽灯相当于5W的LED灯泡所以LED更加节能省电。由于LED在光谱中没有紫外线和红外线，这就保证了LED没有热量和辐射危害，属于典型的绿色照明光源，更加环保，对人们的工作、学习、生活的条件与质量的提高有很大的帮助。由此可知，LED已经成为一种新兴研究的高科技产品并十分具有发展潜力和影响力。
1.2LED发展概况及趋势
我国的半导体产业发展于20世纪60年代，并在90年代LED照明产业不断壮大，到2000年我国就已解决所有颜色关于信号显示照明等问题,并在不同光照通量的特殊照明领域对LED进行应用。背光及照明的推动使LED在2010年迅猛发展。近几年来由于我国经济迅猛发展像电商等行业不断兴起，国家大力推进互联网+模式，而且照明产业系统内部不断优化调整的大环境作用下，致使我国的照明系统发展趋势越来越好。到目前为止，我国已经形成了较为完整的LED制造、封装及应用的产业链。
在知识更新不断发展的今天，人们对LED的探索也不断进行着，LED已经在亮度和颜色变换上不断发展并取得了较为成功的结果。LED从一开始只能发出微弱的光转变成色彩缤纷，到现在人们的日常生活如电子产品显示屏都离不开LED的帮助。更重要的国家现阶段推行绿色环保大力发展能源节约型产业，LED凭借其本身的高效率，低能耗等特点切合国家强调的宗旨，国家在对LED的投入也会与之俱增。随着国内生产厂家技术的提高和生产成本的降低，物美价廉的LED必将更加吸引人们的眼球，在照明行业显示出蓬勃的生机与活力，让更多的消费者享受便捷舒适的生活。在科技不断进步的今天 ，发光二极管已经在各行各业由一开始的崭露头角转换成大放光彩。在未来LED也会凭借其优越的特性更加受到人们的关注。在人类的照明行业LED必将成为不可或缺的一部分甚至会成为领军标杆。
第二章 发光二极管工作原理和驱动电路
2.1LED的基本组成和工作原理
LED是半导体二极管的一种，因此它具备与普通二极管相同的单向导电性能也就是说当导通时只允许一种电流经过，正偏时电阻值小，反偏时电阻值大。LED是有化合物制成的，其原料主要有镓（Ga）、砷（As）、磷（P）等。但是它与普通二极管的不同之处是LED能将电能直接转换成单色或多色光，例如紫色，青色，赤色和蓝色等。对于不同的半导体材料来说，最后转换成的颜色与他们电子空穴内部的状态有直接关系。LED的发光原理如图21所示。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为pn结。在某些半导体材料的PN?结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
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图21 LED工作原理
由于发光二极管的正向电压很低，工作电流很小。此时我们就可以通过调整电流大小来更加方便的选择出我们所需要的发光强度。由此可见，LED可以用来在电子设备上当做显示器件。LED的特点不仅有这些，据报道LED可以开关接近50000次，其寿命特别长，几乎能满足我们一般的正常生活。由于材料封装的原因，LED在抗震抗压方面也有很强的性能。
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