论文总字数：10930字

摘 要

随着LED的各项参数不断得到提高和改进，应用领域不断扩大，LED被认为是将替代白炽灯、荧光灯的第四代照明光源。为了进一步了解白光LED，文章特意介绍了白光LED的发光原理与特性，并以国内外白光LED的发展状况，来展示它的崛起，不可阻挡。为了满足设计大功率LED的要求，提出了几种连接方式和驱动方法，并用恒流源驱动设计了一种汽车LED转向灯，展现了白光LED的强大的市场潜力。

关键词：LED,照明,高效,驱动

Abstract: As LED constantly improve and improve various parameters, application domain expands unceasingly, the LED is considered will replace incandescent lamp, fluorescent lamp of the fourth generation of lighting source. In order to further understand the white LED, the article specifically introduces the principle and characteristics of white LED the luminous and with the domestic and foreign development of white LED, to show its rise, unstoppable. In order to meet the requirements of the design of high power LED, connection ways and driving method is proposed, and the constant current source driving design a car LED lights, showed strong market potential of white LED.

Keywords: LED, Lighting, High-efficiency,Driver

目 录

1 引言 4

2 白光LED的简介 4

2.1 LED发光原理 4

2.2 白光LED应用于照明的优缺点 4

2.3 白光LED的发展 6

2.3.1 国际LED照明产业现状 6

2.3.2 国内白光LED的发展 6

3 白色LED驱动电源 6

3.1 LED驱动电源的基本要求 6

3.2 LED电源的分类 6

3.3 恒流源原理 8

4 LED驱动电路结构 9

4.1 大功率LED连接方法 9

4.2 大功率LED的驱动方法 11

4.3 LED照明驱动技术原理 12

5 白光LED的运用 12

5.1 实际运用时遇到的问题与解决方案 13

5.2 汽车LED转向灯的设计 13

结 论 16

参 考 文 献 17

致 谢 18

1 引言

“绿色照明”为90年代时，世界上为节能、环保的照明的系统的形象说法。绿色照明的定义是:绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品(电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制和控光器件)，改善提高人们生活的条件和质量，从而让环境变得经济、舒服、安全、高效率、有益，使照明充满现代文明气息。很多的发达国家和许多发展中国家，纷纷展开了“绿色照明工程”的计划，取得了不错的效果。

LED在近十年中的性能和质量提高了10倍，而制造成本下降到早期的1/10。LED近10年的新突破，犹如1879年爱迪生发明的白炽灯成为文明社会的里程碑一样，令人兴奋不已，LED照明的应用前景在全世界都掀起了高潮，被寄予了厚望。

2 白光LED的简介

2.1 LED发光原理

发光二极管，核心部分是晶片，由p型半导体、n型半导体组成。有一过渡层存在于p型半导体、n型半导体之间，称为p-n结^【1】。某些的半导体的材料的PN结之中，少数载流子、多数载流子，会因为复合，将多余的能量，以光的形式把能量释放出来，从而电能就转换为光能了。给PN结加上反向电压，会因为少数载流子不容易注入，导致不发光。这种用注入式电导致发光的原理，制成的二极管被称为发光二极管，即为LED。当它的工作状态是正向工作的状态时（即于两端添加上正向的电压），电流由LED的阳极流向LED的阴极时，就会有光线由半导体晶体发射出来，电流影响着光的强弱。

图1 LED发光原理图

2.2 白光LED应用于照明的优缺点

发光二极管是一种极有竞争力的新型节能光源，传统照明光源终有一天会被它取代。它能得到许多业内人士的强烈关注,是由于与传统光源相比较，它具有很多的优点。

1. 效率高：

按一般的光效概念，LED它的发光效率，不是很高(一般为10-301xn/W，现今光效最好的白色LED，光效可达551m/W)^[2]。但是因为LED的光谱，基本全部集中在可见光频段，其效率可达80-90%，而光效差的不是很多的白炽灯，可见光效率只有10-20%。

1. 光线质量高:

因为光谱中基本上不存在紫外线、红外线，故而没有热量、没有辐射，所以LED是很典型的绿色的照明光源。

1. 光色纯:

LED的光谱窄，跟白炽灯的全频段的光谱相比，射出的光线非常纯。

1. 能耗小:

单体的LED功率为0.05一1W，以集群方式，量体裁衣，满足了不同需要，浪费较少。

1. 寿命长:

其标称寿命，光通量降低到70%，是10万小时。

1. 可靠耐用:

无钨丝、玻壳等很容易坏掉的部件，它的不正常损坏可能性较小，维护的费用也是极低。

(7)应用灵活:

体积较小，可以平面封装，容易开发为轻薄短小的产品，制成点、线、面等各种形状的具体的应用产品。

1. 绿色环保:

可以回收废弃物，没污染，不含汞成分。

可惜，任何的新事物于发展的初期，都会有一些不足，上面列出的优点并不是绝对的。在光效上，省电节约能源，实际仅是成立在微小的功率的范围内，商品化大功率LED的发光效率，离理论的研究目标还很远；在价格上，如今，大功率LED市场价格是传统的光源的价格的几十倍^[3]。此外，在散热的方面上，大功率LED的输入的电能，许多转变成热能，半导体材料由于大电流，可产生电阻热，让LED的温度偏高，可是半导体材料不耐高温，过热会让使用寿命很大程度降低，所以散热是LED的发展的一项难题。

2.3 白光LED的发展

2.3.1 国际LED照明产业现状

LED照明产业正处于高速发展期，目前全球LED产业可以分为四大地区。一是欧美地区，以通用照明为主攻方向，强调产品的高可靠性和高亮度。二是日本，技术最为全面，无论是通用照明，还是背光显示，都具备很强实力，其发展方向兼顾通用照明、汽车、手机和电视。三是韩国和中国台湾地区，以笔记本电脑的显示屏的背光、LED-TV的背光和手机的背光做为主攻的方向，出货量很大、单价不高、毛利不高。四是中国，以黄绿光做为主导，主要涉及户外的显示屏、广告的屏幕、信号灯领域。

2.3.2 国内白光LED的发展

尽管国内的LED的产业基础薄弱，且工艺水平较低，但是国内的一些企业聘请了海外的技术人员，于技术上，不断获得突破。自主知识产权已被许多的企业取得，国内的优质的企业，技术水平已与台湾的大厂技术水平一致，与国际大厂的技术水平，整体的差距在不断的缩小^[4]。国内，照明领域已形成了一定的特色。其中，户外的照明的发展最快，已经有了上百家的LED路灯的企业，且建造了几十条的示范的道路，但是在室内的通用的照明的市场上，仍然落后。

3 白色LED驱动电源

3.1 LED驱动电源的基本要求

LED由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点,近年来在各行业应用得以快速发展,关注LED驱动电源的人越来越多。理论上来说,LED使用的寿命应大于10万个小时,可是实际上，因为设计的驱动电源及选择的驱动方式的不当,让LED很容易损坏掉.随着LED的应用日益广泛,LED驱动电源，性能将越来越适合LED的要求^[5]。
我们设计LED驱动电源时,有必要知道LED电流及电压特性,由于LED的生产厂家及LED规格不同,电流及电压特性均有差异.现以白光LED典型规格为例,按照LED的电流及电压的变化的规律,一般的应用的正向电压应约为3.0-3.6V,典型值的电压是3.3V,电流是20mA,加在LED两端的正向电压超过3.6V时,正向的电压增加很小,LED正向的电流，可能成倍增涨,使LED温度过高,加速LED光衰减,使LED的寿命减缩,严重的时候甚至烧坏LED.根据LED的电压、电流变化特性,设计驱动电源有很高要求.

3.2 LED电源的分类

目前的主流恒流驱动的设计方案中，是用线性、开关型DC/DC稳压器，用特定反馈电路给LED提供了恒流供电^[7],由DC/DC稳压器的外围电路的设计差异,又可分成电感型LED驱动器、开关电容型LED驱动器.

LED电源按驱动方式可分为两类:

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