高效率大功率LED驱动器设计文献综述

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1、文献综述高效率大功率LED驱动器设计一、前言（说明设计或论文的目的、意义，介绍有关概念）近年来，随着大功率白光LED技术的发展，照明产业开始面临新的机遇和挑战。LED越来越多地被应用于通用照明领域，道路照明则是其中一个极具潜力的重要应用领域。由于LED本身所特有的长寿命、潜在的高光效的特征，设计一款能够充分发挥此特征的高效率大功率的LED驱动电路则显得尤为重要。二、主题（阐明有关主题的背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）（一）LED驱动器的现状和发展趋势1.LED照明发展简介LED又称发光二极管

2、即LightEmittingDiode的英文缩写。即：光线激发二极管，属于一种半导体元器件。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。现在照明光源已逐渐由白炽灯发展为日光灯，而以后的希望，就将是白光LE

3、D。LED技术可以应用在普通照明、背光照明、道路交通、招牌和显示屏、农业、渔业、医学以及通信等领域[1]。应用半导体PN结发光源原理制成LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色LED。直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。1996年成功开发出白色LED。LED以其固有的特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源大

4、面积推广。近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。LED照明的变革将扩展人们的照明观念，更加体现节能化、健康化、艺术化和人性化的发展趋势[2]。2.LED灯的优点LED

5、（LightEmittingDiode）是半导体发光器件，能让很小的通过电流几乎全部转化成可见光。大功率LED作为一种半导体光源，与传统的电光源相比有以下显著特点[3]：一、高光效LED光效达50～200流明/瓦，光谱窄，单色性好，几乎所有发出的光都可利用，且无需过滤直接发出色光。二、高节能具有电压低、电流小、亮度高的特性。一个10～12瓦的LED光源发出的光能与一个35～150瓦的白炽灯发出的光能相当。同样照明效果LED比传统光源节能80%～90%。10三、光色多可以选择白色或彩色光，红色、黄色、蓝色

6、、绿色、黄绿色、橙红色等。四、安全性高LED光源使用低电压驱动,发光稳定，无污染，没有50HZ频闪，没有紫外线B波段，白色色温5000K，最接近太阳色温5500K。五、寿命长LED利用固态半导体芯片将电能转化为光能，外加环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击，LED单管寿命10万小时，光源寿命在2万小时以上，按每天工作12小时寿命也在5年以上。六、快速响应LED发光管响应时间很短。采用专用电源给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10ms。七、运行成本低其他光源不仅耗电是LED光源的2~10倍，而且几乎

7、每月都要更换，在器件更换和人工方面的花费很大。因此选用使用寿命长的LED光源从长远看非常经济。3.LED灯的现状问题及发展趋势1）国内外现阶段的发展状况目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%，大大降低照明用电是节省能源的重要途径，为实现这一目标业界已研究开发出许多种节能照明器具，并达到了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还不够，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。LED以其固有的优越性正吸引着世界的目光。据UBS投资研究机构做出的预测，2005年到2010年高亮度LED（发光二极

8、管）市场的年复合增长率（CAGR）有望达到26%[4]。随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。2）LED灯在照明应用中存在的主要技术问题LED的发光效率正在逐步提高，商品化的器件已达到白炽灯的水平，景观灯采用的白色LED发光效