天津电子信息职业技术学院毕业设计课题名称LED照明驱动电路设计姓名学号8班级通信S09-1专业通信技术所在系电子技术系指导教师完成日期天津电子信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称：LED照明驱动电路设计完成期限：2011年10月31日至2011年12月5日姓名指导教师专业通信技术职称副教授所在系电子技术系主任接受任务日期批准日期天津电子信息职业技术学院页号（1）毕业设计（论文）进度计划表毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）LED照明驱动电路设计摘要发光二极管（Light Emitting Diode,LED）是21世纪最具发展前景的一种新型固态光源。
LED的迅速发展及广泛应用，将引发照明领域的一场革命。
LED具有环保性好，使用寿命长，单色性好，色彩鲜艳丰富，体积小，重量轻，响应速度快，发光效率高，能量消耗低等优点。
目前，LED在景观照明等一些应用中大多利用交流市电电源供电。
LED的发展和应用的目标是取代白炽灯等传统光源，LED应用照明领域的能源仍然主要来自于电网。
我国的市电电源是220V/50HZ,国际通用交流线路为85~265V,50/60HZ。
由于LED要求在直流低电压下工作，采用市电电源供电，则需要通过适当的电路拓扑，也就是LED驱动电路将其转换为符合LED工作要求的直流电源。
现在设计驱动电路的一般思路是先将220V的高压电通过一个变压器，使其变成低电压的交流电。
在通过一个桥式整流电路，把交流电转换成直流电。
在整流桥后并上两电容，一个是平滑电容，滤除剩余的交流电，一个是高频旁路电容，滤除高频分量。
这样就留下所需的低压直流电。
后面可根据设计的需要，连上不同的芯片，实现所需要的功能。
如恒压，恒流，反馈，温度补偿等。
关键词：发光二级管；照明；直流电；低电压；驱动电路目录绪论 (1)一、LED发展前景及应用 (1) (1) (2)（1）信号指示应用 (2)（2）显示应用: (2)（3）照明应用: (2)二、LED的发光原理，基本结构及特性3 (3) (3) (5) (7) (7) (8)7．极限参数的意义 (8)三、常用的LED驱动电路 (9) (9) (10) (12)⑴引脚功能描述 (14)⑵电路原理描述 (15) (15) (16)四、LED照明应用 (16) (16) (17) (18)五、心得体会 (18)六、谢辞 (19)七、参考文献 (19)绪论发展半导体照明产业具有重大的战略意义，其具体如下：1，节约能源，推动环保。
本亚泰中研信息咨询有限公司的报告针对世界能源危机，照明节能是实现国家节能的有效途径。
我国是仅次于美国的第二发电大国，%用于照明，到2010年照明用电将达到3500亿度。
专家预测，2015年后，我国半导体照明年节电将超过三峡电站全年的发电量。
我国的电力生产80%为火力发电，燃烧大量的原煤和石油，产生大量的粉尘和二氧化碳、二氧化硫等气体，环境污染严重，通过半导体照明的应用可以减少电力使用及少污染物的排放;同时，半导体照明本身易于回收，没有汞等有害污染问题。
2，提升传统照明产业，带动相关产业转型。
中国是世界照明电器生产和出口大国，2003年产值超过1000亿元，出口创汇54亿美元。
但我国照明工业大而不强，主要做低端产品，利润率低，缺乏国际市场竞争力。
通过半导体照明产业的发展，可以提升我国照明产品的技术含量和附加值，提高国际市场竞争力。
半导体照明已广泛应用于景观装饰照明、背光源、大屏幕显示、交通信号、汽车等各类运输工具照明、军用照明及旅游、轻工产品等特殊照明领域。
将继续带动信息显示、汽车产业、家电产业、建筑行业、轻工行业的产品升级。
专家预测，我国在2005至2015年间，半导体白光照明将累计创造1500亿元产值。
3，增加就业机会，为国防现代化做贡献。
半导体照明产业具有技术密集和劳动密集型双重特点，非常适合我国的国情，可以充分发挥我国劳动力资源优势。
专家预测，我国在2005-2015年期间，半导体照明将解决100万人口就业。
半导体照明由于具有体积小、寿命长、效率高、低电压、使用安全、节能等优点，已被各国首先用于国防、军事用途。
在我国，利用固态照明灯具优势的潜力很大，可使国防的所有装备长备不懈，所有的指挥所彻夜长明，保证我国强大的国防力量。
一、LED发展前景及应用当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。
中国LED产业起步于20世纪70年代。
经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链，中国发展得比较快的LED企业很多：雷士照明、长方照明、华威凯德。
在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。
长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
目前，中国半导体照明产业发展向好，外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。
2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元，已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国，新兴的半导体照明产业正在形成。
国内在照明领域已经形成一定特色，其中户外照明发展最快，已有上百家LED路灯企业并建设了几十条示范道路，但在室内通用照明市场方面仍显落后。
2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识，有力推动了中国半导体照明产业的发展。
当前中国半导体产业产业大而不强，核心竞争力仍有待于进一步提升。
对国内企业而言，壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务，提高未来取得大厂专利授权时的要价能力，或逐步通过研发突破核心专利。
（1）信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域，约占LED应用市场的4%左右。
（2）显示应用:指示牌、广告牌、大屏幕显示等，LED用于显示屏幕的应用约占LED应用的20%—25%，显示屏幕可分为单色和彩色。
（3）照明应用:①便携灯具:手电筒、头灯、矿工灯、潜水灯等；②汽车用灯:高位刹车灯、刹车灯、转向灯、倒车灯等，大功率的LED已被大量用于汽车照明中。
③特殊照明:太阳能庭院灯、太阳能路灯、水底灯等；由于LED尺寸小，便于动态的亮度和颜色控制，因此比较适合用于建筑装饰照明。
④背光照明:普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD 显示器背光源等，LED作为手机显示的背光源是LED应用最广泛的领域。
⑤投影光源:投影仪用RGB光源；⑥普通照明:各类通用照明灯具、照明光源等；驱动方案一般来说有两种: 线性驱动和开关型驱动。
二、LED的发光原理，基本结构及特性50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。
LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密。
LED结构图如下图所示图2-1发光二极管的构造图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p-n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。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
LED的伏安特性是流过PN结的电流随施加到PN结两端上的电压变化的特性，它是衡量PN结性能的主要参数，是PN结制作得优劣的重要标志。
完整的LED伏安特性包含正向和反向特性两个方面。
与普通整流二极管一样，LED同样具有单向导电性和非线性特性。
LED的伏安特性曲线可以划分为正向特性，反向特性和反向击穿区三个区。
⑴正向特性区，在LED两端加以正向电压，就产生正向电流。
但是，当这个电压比较小的时候，由于外部电场还不足以克服内部电场对载流子扩散运动所造成的阻力，因此，当LED的电流很小，LED呈现的电阻较大。
当LED两端的电压超过一定数值（这个数值通常称为死区电压）以后，内部电场被大大削弱，LED的电阻变得很小，电流于是增长得很快。
⑵反向特性区，当LED外加反向电压时，由于P型半导体中还存在着少数自由电子，在N型半导体中也还存在着少数空穴，这些少数载流子在反向电压作用下很容易通过PN 结，因此形成反向电流。
反向电流有两个特点。
第一个特点是它随温度升高增长得很快，第二是只要外加的反向电压在一定范围内，反向电流不随反向电压变化，在这种情况下的反向电流被称为反向饱和电流。
反向电流是LED的一个重要参数。
反向电流越小，说明LED 单向导电性能越好。
⑶反向击穿区，当LED的反向电压增加到一定数值后，反向电流急剧增大，出现反向击穿现象，这个电压叫做反向击穿电压。
由于LED所用的材料种类不同，反向击穿电压也不一样。
图2-2 LED的伏安特性曲线作为照明用的电光源的光谱引进应尽可能的与太阳光的光谱相接近。
一般的评判方法是评判光源与白光的接近程度，即显色性。
图2-3在海平面上的太阳的可见光光谱可以看到这个光谱与6500K的黑体辐射的光谱基本相同，其差异部分是太阳光给太阳上的化学元素吸收以及经过大气层时被吸收掉的部分。
要想让LED发出的光谱能够与太阳光相近，需要利用三基色原理将红、绿、蓝三种光通过合适的比例混合成“白光”。
一般的白光LED的实现方法是在蓝色LED表面涂黄色荧光粉来获得所谓的白光，这种白光LED的光谱特性如图2-4.图2-4白光LED光谱很明显，这种“白光”LED带有强烈的令人讨厌的蓝光，因此在实际应用时可能会感到不适。
因此也可以利用红、绿、蓝三种颜色的LED组和获得白光LED。
图2-5利用红、绿、蓝三种颜色的LED组和获得白光LED很显然，如图2-5的显色性优于图2-4的显色性，但使用三种单色LED组合成图2-3的光谱特性相对利用蓝光LED附加荧光粉的方法要复杂的多，而且一旦工作条件稍有改变，其光谱特性就会随之改变。
不同色温的LED的光谱特性也不相同，图2-6为CREE公司的不同色温白光LED的光谱特性。
图2-6 CREE公司的不同色温白光LED的光谱特性与白炽灯和荧光灯相比，1颗LED发出的光比较少，所以需要使用多颗LED。
