大功率白色LED脉冲驱动电路的设计

论文总字数：9324字

摘 要

本文介绍了LED的发光原理、功率特性及其优缺点，讨论了相关的应用。接着对白色LED驱动电路进行了分类，并对常见的几种电路进行了分析和研究，主要探讨了恒流式驱动电路和稳压式驱动电路的的特性。最后对PWM驱动电路进行分析，围绕PWM产生以及电路原理图进行分析和设计，经过模拟电路的调试与仿真，对得出的数据进行研究，此模块可以通过调节滑动变阻器来改变LED正向电流导通时间从而得以达到灯的亮度调整效果。

关键词：LED，驱动电路，PWM，导通

Abstract：This paper describes the LED light-emitting principle, power characteristics, advantages and disadvantages are discussed related applications. Then on the white LED driver circuit are classified, and several common circuit analysis and research, focuses on the constant flow regulator type driver circuit and driver circuit characteristics. Finally, the analysis of the PWM drive circuits around the PWM circuit schematic generation and analysis and design, debugging and simulation of analog circuits on the resulting data to study this module can be changed by adjusting the sliding rheostat LED forward current conduction on time so that it can achieve the effect of light brightness adjustment.

Keywords: LED, drive circuit, PWM, conduction

目 录

1 绪论...........................................................4

2 大功率LED的简介................................................5

2.1大功率LED发光机理..........................................5

2.2 大功率LED的功率特性........................................5

2.3 白色LED优缺点及其应用 6

3白色LED驱动电路................................................7

3.1 LED驱动电路分类与比较 7

3.2 常见LED驱动电路分析 7

3.2.1恒流式驱动电路 8

3.2.2 稳压式驱动电路 9

3.3 PWM驱动电路设计 ....10

3.3.1 PWM驱动原理 ..10

3.3.2 电路原理图设计分析 10

3.3.3 PWM 的产生 .11

4 实验结果分析...............................................13

结 论...........................................................16

参 考 文 献.....................................................17

致 谢...............................................18

1 绪论

LED是发光二极管的简称（Light Emitting Diode）。50年前人们已经知道，半导体材料可以发光，因此便制造出了发光二极管，不多久，二极管就应用于商业中并的动力迅猛的发展。由于LED工作电压低（仅1.5-3V），所以它很多是应用于公共场所并使用一个比高压电源会更加安全的电源。如下图（1-1）是一个发光二极管的图片：

图（1-1）

LED能主动发光且有一定亮度，我们可以根据不同的实际的需求来调节它的亮度以及颜色即通过调节它的电压与电流，由于发光二极管能通过调整材料的能带结构和带隙，使用化学的原理可以实现多种颜色的发光。比如大电流时为绿色的LED，但随着电流的不断减少，它可以依次变为绿色，橙色，最后为红色。随LED 应用范畴不断延伸，终端产品种类亦趋多元化，依据采用LED 光源终端产品属性，可将LED应用市场大致区分为、通讯用、资讯用、汽车用、工业、消费性电子用和照明用等几大类别，经历一时段的发展，很多国家已发现LED的优点，并把焦点转移到如何让LED充分发挥它的作用，把它视为经济增长的重要组成部分。

1.1 LED研究背景与意义

“绿色照明”是上世纪九十年代初国际上对保护环境、节约电能的照明系统的具体形象说法。其目的是指为了改善提高人们学习、工作、生活的条件和质量，通过科学的设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的电子器件。大部分发达国家和发展中国家为了本国的利益都注意到这个运动，并积极地投身于其中。现在，照明已应用于生活的各个方面，对质量和技术要求也不断地提高，发展半导体照明产业是是我国未来经济发展的一项重要举措。2002年的发电总量为1．55万亿千瓦，，到2002年年底，我国己是仅次于美国的第二发电大国，但是仅照明用电就占发电总量的12％，约3000亿千瓦，而且目前仍以每年5％至10％的速度增长，发展半导体照明绿色产业能过够提高经济的增长，解决我国能源紧缺的问题，由于我国特殊的现状，必须充分有效地利用电能，减少损耗。LED的节能使用对我国的经济发展做出重要的贡献。

2 大功率LED的简介

2.1大功率LED发光机理

LED(Light．Emitting．Diode中文意思为发光二极管)是一种新型的、能将电能转化为光能的发光器件，大多数半导体是在把其他材料添加进硅中而形成自由正负电荷。两种电荷在两种材料的连接处相结合，形成了一个很薄的空间电荷层。在正向电压下，空穴由P区进入N区，电子由N区进入P区。而且进入的载流子通过复合的作用，会把对于的能量释放出来，这就可以把电能直接转换为人类所需要的光能的目的，这种发光效应称为注入电致发光。是由P型半导体和N型半导体构成部分PN结的关键，PN结还有3大特性，即正向导通、反向截止和击穿。由于不同半导体材料带隙能量不同，因此激发光的波长也不相同。用不同的材料可以制成发出不同颜色光的二极管，当前，人类已经发明制造出能从紫外线区间到红外线区间发出不同色光的LED。事实上，真正完全发白色光的LED是不存在的，然而在日常生活和应用中白色的光源对人类最实用和用处最多。由于LED是只在一个区间且发出一种波长，所以这种的LED发光器件几乎很难制造生产。

2.2 大功率LED的功率特性

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