对大功率LED驱动电路的研究
- 格式：pdf
- 大小：117.97 KB
- 文档页数：1
・３８・ 科技论坛
对大功率ＬＥＤ驱动电路的研究
褚敏 （哈尔滨劳动技师学院。黑龙江哈尔滨１５００００）
摘要：从原始到现代科技，人们的社会生活发生着翻天覆地的变化，人们对于光亮的追求从火的产生开始，火给人类带来了光明， 但它会慢慢消耗，燃烧殆尽，后来在二十世纪八十年代初，美国的爱迪生发明了电灯，解决了光可以长期发光的问题，但白炽灯其本质还 是利用物质的加热燃烧，即利用钨丝发光，钨丝的损耗会降低白炽灯的使用时间，所以人们又发明了ＬＥＤ灯，它是利用一种能够发光的半 导体元器件发光，其相对稳定而耐用，慢慢的，ＬＥＤ设备被应用于社会发展的方方面面。针对大功率的ＬＥＤ发光设备驱动电路进行介绍和 研究。 关键词：ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ发光二极管）；驱动（ｐｒｉｍｅ ｍｏｖｅｒ）； ￣＆（ｃｉｒｃｕｉｔ）
ＬＥＤ发光二极管是一种能够发光的半导体电子元器件，它通过 利用三价和五价元素组成复合的电子元器件。是一种适宜的绿色环 保发光能源，具有体积小、容量大、环保性、节能型等优点，因其具有 高效的利用率和寿命长，人们常常选用其作为照明用途。后来随着 技术的发展和研发，ＬＥＤ被应用到更大的领域，利用ＬＥＤ的优势， 用于信息的显示、信号灯的处理、液晶屏幕的显示，但是ＬＥＤ虽然 具有很大的功率，相反的就需要较小的电压，较大的电流驱动设备， 从而在电子触发器上激发触发粒子而发光，发热。因此，如何才能很 好的获得加大的电流和较小的电压已达到电源驱动的高效率性，是 本文将要讨论研究的主要问题。另外，当电流过大、功率过大时，如 何设置可以做驱动电路保护装置也是本文需要研究的问题。 １ ＬＥＤ发光二极管简介及其特点 ＬＥＤ英文翻译为Ｌｉｇｈｔ—Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，即发光二极管，是一种 可以通过电路电能直接的转换发出可见光的半导体器件的转换效 应，发光二极管的主要成分是砷化镓或是氮化镓，主要是应用砷化 镓来做发光二极管。利用发光材料，在电源两级添加正电压，半导体 材料中的ＰＮ结中含有空穴对，利用电子复合引起电子对与发光板 的激发性创激从而发出可见光源，通过这样一个过程可以将电子产 生的能量转化成光能，人们利用这样的方法获得光能，应用于人们 的生产生活中。 １．１节能、环保。ＬＥＤ发光二级管发出的功率大，商业上常常应 用它于商业照明、街面布置、但ＬＥＤ却有很好的节能保护作用，比 一般的白炽灯照明相比可以节省百分之八十的用电，其工作的电 流、电压为直流电、不受到电磁、电波的干扰，没有金属污染，会产生 很少的荧光物质，这些优点都有益于节能、环保，适合国家国定的资 源的可持续发展。 １．２光色与光线。ＬＥＤ发光二极管因其具有较短的波长，所以光 色较为纯粹，光线较为明亮。 １．３使用寿命较长。白炽灯的使用寿命是ＬＥＤ发光二极管使用 寿命的１００倍，这及其长的使用寿命有利于提高资源的消耗和利用 能力，降低ＬＥＤ发光二极管的更换频率，提高了使用效率。 １．４稳定性好。ＬＥＤ发光二极管采用树脂材料封装技术，质量 轻、体积小，可以很好的用于较多的工业领域，便于安装和拆卸，其 可以适用的范围较广，零下４０度到零上８５度，均可以正常发光，可 以适用高寒或高温的环境，这也有利于ＬＥＤ发光二极管成为可以 被人们所应用的主要原因之一。 １．５响应速度极快。当ＬＥＤ发光二极管触发门接收触发时，可 以在几纳秒的速度中迅速响应，及时反馈发光，而白炽灯却需要毫 秒级的速度触发响应，因此，基于这种及时响应的特性，人们将其利 用到需要及时发光来发出信号的系统中，如：红绿灯，当人们开车要 过马路时，眼睛看到信号的变化速度和光信号被传输给人大脑的信 号快，以便人们可以做成正确的判断；当汽车做刹车处理是，后面的 司机看到尾灯瞬间变化的速率快于人眼接收光信号的速率，为人大 脑的判断和反应留有余地，便于司机及时处理停车，防止交通事故 的产生。 １．６有较好的灵活控制能力。通过控制ＬＥＤ发光二极管通过的 电流大小，改变电路的功率大小从而改变其触发响应的亮度强锐， 简易的控制可以较好的提高人们控制其应用，便于生活中涉及到机 器操作处理。 ２大功率ＬＥＤ驱动电路 为了更好的利用大功率ＬＥＤ发光二极管驱动电路进行社会化 生产活动，很多研究部门将ＬＥＤ驱动电路以恒流式的驱动方式，因 其实电路元器件，因此可以保证其发光的亮度保持一致，电路电流、 电压保持一致；为了保证ＬＥＤ发光二极管的使用寿命，设计人员采 用额定功率来控制发光二极管功率的增加。这样，每一个采用恒压 的驱动方式，既可以保证每一个灯发光亮度的统一，又可以保证整 体在发光功率上不超过额定功率，防止损伤大功率ＬＥＤ发光二极 管的使用寿命。 驱动电路的原理。电路中主要针对稳定电源做线性功率调试， 电磁不能干扰线性的电路，有较稳定的电流和电压，成本较低，通过 线性电源电路输出低电压后形成稳定电压，其工作原理有降压、整 流过滤后将直流电压加到发光二极管上，产生功率，对负极电子电 压板供电，输出恒定的稳压直流电。线性的直流电有较为简单的结 构，输出电源的反折波纹较小，受电磁波影响小，电路相应效应快， 成本低廉。但线性电源还有一些确定，就是其效率较低、功率较大， 不易控制，体积较大，其输出电压永远小于输入电压，其本身的输出 功率与电流成正比，即Ｐ＝Ｉ＊Ｕ，因此功率越大，通过发光二极管所消 耗掉的功率也会越大，而较大的功率导致电路板的散热问题，需要 给其添加较好、较多的散热片，提高其散热速度，降低其发光管的温 度。通过采用ＤＣｆ１）Ｃ电源装换装置，给出其电源的网络拓扑图。 ＤＣ／ＤＣ电源装换是最常用的、输出电压等于或者小于输入电压 的变压电路，其主要的变换器有脉冲宽度调制方式，即通过改变脉 冲宽度的调制方式，保证开关元件的功率不变化的调制方式，我们 又称之为“定频调制法”，反之，通过保证脉冲宽度不变的调制，改变 开关元器件的功率进行变化的调制方式，我们由称之为“定宽调制 法”。 ・ＤＣ／ＤＣ电源装换有电流控制模式和电压控制模式两种，都是通 过电压反馈、电压调节方式，而电流控制模式除了电压调试和反馈 外还采用电流调试方式。 ３结论 通过对大功率ＬＥＤ发光二极管的研究，得以让人们可以在照明 领域得到充分利用，通过对线性电源的驱动分析，设计出可以符合 恒定稳压工作领域中的恒定电流电源的转换，填补了我国大功率 ＬＥＤ电源驱动技术的发展，实现知识产权的确立和自由化。有利于 我国开展对于大功率ＬＥＤ发光二极管的创造和利用，加强未来光 能源的利用能力。 参考文献 【１１（日）安藤幸司．轻松图解ＬＥ【）．一发光二极管的基础与应用【Ｍ］． 北京：机械工业出版社，２０１３，Ｏｌ１：１３—３６． 『２惆志敏，纪爱华．太阳能ＬＥＤ路灯设计与应用『Ｍ１．北京：电子工程 出版社，２００９，０１０１：１３—３２． 【３】陈文等．ＥＤ照明技术与应用电路【Ｍ】．北京：，Ｅｆｆ－＿ｒ－￣出版社， ２０１３，０１０１：７—４５．
