白光LED驱动电路的研究【开题报告】

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1、毕业论文开题报告电气工程及其自动化白光LED驱动电路的研究一、课题研究意义及现状LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，所以LED照明是继白炽灯和荧光灯后的一种新型光源。与传统光源相比，LED照明有许多优点，如节能环保、响应时间短、效率高、体积小，LED驱动电路则是LED照明的一个重要环节，对LED驱动电路的研究与改进对LED这种新型光源的发展起着重要作用。20世纪90年代初，日本研究者中村修二成功研制出掺Mg（镁）的同质结GaN（氮化镓）蓝光LED，使得白光LE

2、D有了实用性强和行之有效的技术方案，半导体照明光源与固态照明领域也随之成为国内外光电子研究领域更引人注意的热点。随着材料生产和制作技术的迅猛发展，LED的发光效能已取得了明显的提高，LED器件也从早期的指示型LED(恒流20mA)发展到功率型LED(恒流350mA)。[1]随着LED性能的不断提高，使得其应用领域不断拓展，从最初的状态表征到目前的信号灯显示、路灯以及汽车照明等领域。但目前LED还有许多不足，比如光效还需提高，还有封装工艺和材料，散热技术，驱动电路等问题。而驱动电路正是本课题的研究对象。LED的驱动电路主要功能是将交

3、流电压转换为恒流电源。功率型LED通常采用直流工作，但工作电流较大，在驱动电路设计的时候，既要考虑白光LED的单管效率，也要考虑电路的整体转换效率、复杂程度以及成本。综合这些因素，要设计一款既高效率又低成本的驱动电路难度还是很高的。所以现在很多企业受到成本的制约，都无法采用具有高效率高可靠性又能在高温下工作的LED，很多企业使用的LED的有效寿命和可靠性都很低。LED驱动电路除了要满足安全要求外，另外的基本功能应有两个方面：一是尽可能保持恒流特性，尤其在电源电压发生±15％的变动时，仍应能保持输出电流在±10％的范围内变动。二是驱

4、动电路应保持较低的自身功耗，这样才能使LED的系统效率保持在较高水平。根据能量来源的不同，LED驱动电路总体上可分为两类，一是AC/DC转换，能量来自交流市电，二是DC/DC转换，能量来自干电池、可充电电池、蓄电池等。根据LED驱动原理的不同，又可以分为线性驱动电路和开关驱动电路。大功率LED恒流驱动常用方法有电阻限流、线性控制调节、电荷泵升压、开关变换器控制等。二、课题研究的主要内容和预期目标本设计的主要内容和基本要求如下：（1）学习光的基本知识，包括可见光，光的波长、光的本质等基本概念。（2）学习照明的基本知识，包括各种照明灯

5、具种类，常见照明灯具的原理，照明相关的一些基本概念等。（3）分析比较各种照明灯具的优缺点，以及各种照明灯具的历史，现状，发展等。（4）重点学习LED相关的知识，包括LED的结构，发光原理，各种颜色的LED的知识等，以及分析为LED相对于其他照明灯具的优缺点。（5）重点学习白光LED的各种驱动电路、驱动方式等，并设计制作一种驱动电路。本设计要求完成一种白光LED驱动电路的硬件设计与制作。预期目标：完成白光LED驱动电路的硬件设计与制作。大功率LED：可以选择1W白光LED，其参数如下：•功率：1W•光通量：20-30LM•顺向电压：

6、3.5-3.8V•额定电流：350mA•光衰：≤5%每千小时光衰。•角度：120度三、课题研究的方法及措施本课题的重点是完成白光LED驱动电路的设计。首先要研究LED的发光特性和伏安特性。可以知道当LED电压变化很少时，电流变化很大。LED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。所以我们采用恒流方式驱动。通过比较各个芯片和各种白光LED驱动电路来选择最适合本课题电路设计的方案。还要对白光L

7、ED的连接方式（串联、并联还是混联）进行分析和比较，由于本设计是照明用的白光LED的驱动电路，要求有较大的驱动电流，较好的光匹配度，因此采用串联驱动。具体设计时，首先需要阐述开关电源的基本工作原理，详细分析PWM调制型开关电源电流控制模式和电压控制模式的优缺点；然后结合大功率LED照明的应用特点，比较各个芯片的优缺点，最终决定采用LT3755芯片，设计一款PWM调制的电流控制模式的驱动电路。图为设计的简略电路图四、课题研究进度计划毕业设计期限：自2010年9月13日至2011年5月17日。2010年9月13日至2011年2月20日

8、:明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案；2011年2月20日至2011年3月10日:写文献综述，外文翻译，完成开题报告，准备开题答辩2011年3月10日至2011年3月20日：完成电路设计和仿真；2011年3月20日至2011年4月1日：完成驱