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1、 毕 业 设 计 报 告 题 目： LDE灯及LDE驱动介绍与应用 专 业： 应用电子技术 班 级： 应电1131班 小组成员： 指导老师： 2014年4月25日 LED灯及LED驱动器介绍与应用 【摘 要】LED高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超 低功耗（单管0.03瓦-1 瓦）电光功率转换接近100%，相 同照明效果比传统光源节能80%以上。 LED长寿命：固体冷光源，环 氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发 光易烧、热沉积、光衰快等缺点，使用寿命可达5万到10 万小时，比传统光源寿命长10倍以上。 LED利环保：LED是一种绿色光源，环保效益更佳。光 谱中没有紫外线
2、和红外线，热量低和无频闪，无辐射， 而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可 以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。 【关键词】LED灯，LED灯驱动 一、LED工作原理 LED工作的主要参数是VF/IF ，其它相关的是颜色/波长/亮度 发光角度/效率/功耗。 VF 正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。 IF 正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正 比例。 LED VF 标称电压：3.4V 0.2V 。 LED IF工作电流按应用需要选用，各挡不能混用。 LED Lamp用各档 LED 电流： LEDVF=3.4V 一般功LED 大功LEDI 工作电 15-25mA
3、350mA 700mA 1.05 二、关于LED功率 1) 小功率LED： IF =15-25mA 如 IF =20mA 草坪灯日光灯圣诞树灯 2 ) 大功率LED： IF =200-1000mA 如高亮功率LED，1W/ IF =350mA， 3W/ IF =700mA ； 3）功率LED管芯按特殊要求绑定的LED； 三、LED灯具对低压驱动芯片的要求 驱动芯片具备性能良好、高度集成的DC/DC-Buck?Constant Current 功能。 驱动芯片的标称输入电压范围应当满足DC8-40V，以覆盖应用面的需 要，耐压如能大于45V更好； 驱动芯片的标称输出电流要求大于1.2-1.5A，
4、满足1W、3W照明用LED需 求的工作电流。LED照明灯具选用的驱动IC必需有足够的电流输出，设 计产品时必需使驱动IC工作在满负输出的70-90%的最佳工作区域。 驱动芯片的输出电流必需长久恒定，LED才能稳定发光，亮度不会闪 烁；同一批驱动芯片在同等条件下使用，其输出电流大小要尽可能一 致，也就是离散性要小。 驱动芯片的封装应有利于驱动芯片管芯的快速散热。 驱动芯片本身的抗EMI、噪音、耐高压的能力也关系到整个LED灯具产 品能否顺利通过CE、UL、FCC等认证，因此驱动芯片本身在设计伊始 就要有优秀的拓朴结构和高压的生产工艺。 驱动芯片自身功耗要求小于0.5W，开关工作频率要求大于120
5、Hz，以免 工频干扰而产生可见闪烁。 四、LED灯具驱动工作原理 电压转换 转换成恒流驱动源AC/DC DC/DC-Buck- Constant 电压转换且恒流 AC/DC LE负LEDLEDLEDLED Non-isolated / Isolation AC220V/100V C12V/24V/36V DC12V/24V/36V AC220V/100V AC70V/100V/150V DC70V/100V/150V 五、常见LED驱动IC 1）LED驱动IC的选用理念 照明用LED的VF电压都很低，一般VF =2.75-3.8V， IF 在 15-1400mA； 因此LED驱动IC的输出电压
6、是VF XN或VF X1, IF恒流在15-1400mA。 随着大功率LED普遍在灯光装饰和照明中的普遍使用，功率型LED驱 动显得越来越重要。用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、 PFC（功率因素校正）和恒流问题，还需有比较高的的转换效率，有 较小的体积，能长时间工作，易散热、较低的成本，抗电磁干扰，和 过温、过流、短路、开路保护等。 在LED照明领域，要体现出节能和长寿命的特点，选择LED驱动IC至 关重要，没有好的驱动IC的匹配，LED照明的优势无法体现。 大功率LED是低电压、大电流的驱动器件，其发光的强度由流过LED 的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED
7、的发 光强度，因此，LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使 用的安全性，同时达到理想的发光强度。 2）IC特点与应用 AC/DC通用LED驱动器 110V/220V交流电压或高电压直流输入。 华润矽威专利的补偿峰值电流控制提供恒定LED电流 。 特点： ? 高效率：典型为85-88； ? 毫安级到安培级的输出应用； ? 低频可变占空比的数字脉冲调光功能和线性调光功能 ； ? 多达上百个LED的串/并联使用； ? 内部集成频抖功能改善EMI； ? 外部设定LED过温保护功能； 应用： 离线式LED驱动、LED日光灯、LED环境照明、LED交通信号灯 六、LED射灯 AC/AC是将22
8、0V交流电压转换成12V交流电压。12V交流 电是酒店中广泛应用的卤素灯的电源，LED射灯可以在保 留现有交流12V的条件下进行设计，针对替代卤素灯的设 计。PT4115的主要优势是体积小、可靠性高、输出电流 高达1.2A，恰好适合卤素灯灯口直径小的特点。 取代卤素灯之后，LED灯一般做成1W或3W。LED灯与卤 素灯相比有两大优势：(1)光源比较集中，1W照明所获得 的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度，因此比较省电；(2) LED灯的寿命比卤素灯长。 LED灯的主要弱点是灯光的射角太窄，成本相对较高。但 从长远来看，由于LED灯的寿命较长，所以还是具有非常 大的成本优势。 3颗1W串联比1颗3W
9、的工作效率高。 1）18W日光灯应用方案 2）18W日光灯DEMO电路图 七、通用型高亮LED驱动 针对高功率 LED 照明市场趋势开 发，输入电压既可为传统的110V/220V 交流电压 又可为 18V 以上到数百伏直流电压的 PWM 恒流 控制器。它以独特的电路结构，采用峰值电流检 测为大功率 LED 提供恒定的供电电流。另外，IC 还为使用者提供良好的调光措施 （SW1:5K 的可调），并为系统提供了安全可靠 的过流、过温保护，提高了整个系统的可靠性。 整体供电效率可达 80以上，每个 IC 可以 驱动 30 串多并的 LED 组合，达到了高效低成本 的驱动要求。 1）高亮度LED照明驱
10、动 ? AC110/220输入 ? DC 输入（去掉整流桥） ? 采用专利的峰值电流补偿技术，电流调整率高，使用电感小 八、总结 LED（Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管）是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光/color。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达8090%。将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lmW，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lmW，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lmW，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED为2028lmW，寿命可大于100000小时。有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。