备普及到每个灯泡中，设计者还面临着不小的挑战。主要问题是目前动电路的性能还没有实现高效率转换，其中关键的技术问题是驱动电子系统的电子能量转换效率由于离散范围极大参数难于控制，其高低和稳定性就成了整个用技术与产品参数的重中之重。其次，空间的限制要求动器必须小巧且高效。接触过人都知道由于向伏安特性非常陡即正向动态电阻非常小，要给电就比较困难。不能像普通白炽灯样，直接用电压源供电，否则电压波动稍增，电流就会增大到将毁的程度。为了稳住工作电流，保证正常可靠地工作，各种各样的动电路就应运而生。白光高效节能绿色环保优点使得各个国家和地区投入了大量财力人力资源启动自己的半导体照明计划，如表示表国半导体照明计划国家地区立项时间项目名称项目预期目标预计效益惠州学院本科生毕业设计论文日本年世纪光计划到年，的照明光源被白光代可减少核电厂发电量，每年节省亿公升以上的原油消耗欧洲年彩虹计划通过欧共体的补助金推广应用应用半导体照明实现高效节能不使用有害环境的材料模拟自然光美国年国家半导体照明计划到，年的荧光灯和白炽灯被白光代每年节约亿美元电费，减少吨二氧化碳排放量，形成亿美元的大产业中国年国家半导体照明工程，投资元发展半导体照明技术，形成自主知识产权，到，元建立半导体照明产业，全面进入通用照明市场，占有的市场份额，实现节电以上，年照明节电亿千瓦时以上光发展简介年，在美国通用电器公司工作的博士化合物半导体材料磷砷化镓制出第批发光二极管。早期的能发红绿等单色光，且功率小，效率低，只适合于装饰灯指示灯等应用场合。年，日亚公司首先采用光芯片加铝石榴石黄色荧光粉的方法制成白光后白色到迅速发展，人们通过各种办法获得了白光启了入照明市场的序幕。表出了目前产生白光主要方法。从理论和技术的发展分析，白光光效可以达到。但是早期的白光于白炽灯和荧光灯的发光效率白炽灯的发光效率为，荧光灯惠州学院本科生毕业设计论文的发光效率，荧光灯的发光效率为。此后由于材料封装等技术进步，目前商业发光效率水平已超过，实验室最新成果达到。表生白光的主要方案芯片数激光源发光材料发光原理蓝色光粉蓝色光粉紫外光粉蓝色具有补色关系的两种芯片封装在起，构成白色绿蓝色发三原色的三种小片封装在起，构成白色色色个以上多种色光遍布可见光区的多种色光芯片封装在起构成白光着技术进步亮度提升，高亮度白光步步进军潜力庞大无比的灯光照明市惠州学院本科生毕业设计论文场。据统计，当前全球照明市场的年均成长率约为，年市场规模达亿美元。若以每年白光光效率平均成长的速度开发下去，要达到大型化低价化使用寿命长的照明用光源并非不可能。目前亚化工丰田合成住友电工等业者都已有较为成熟的照明产品问世，只是价格与常规灯泡相比仍有很大的差距。预计未来，具对全球照明工业将造成巨大的冲击。正因为此，各界都对白光以厚望，享有绿色照明光源之称。题介绍与研究意义随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是,我国也达到国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。为种固态冷光源，是继白炽灯荧光灯高强度放电灯如高压钠灯和金卤灯之后的第四代新光源。基于白光固态照明，是种典型的绿色照明方式，与传统光源相比，具有节能环保寿命长体积小安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的建设资源节约型和环境友好型社会的要求。可以预见不久的将来，然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。目前，市场上采用白炽灯卤素灯荧光灯为光源的灯普遍存在着低效率高能耗不易调光等缺点至于寿命结束的含汞灯，旦处理不当，将对环境造成严重危害而且部分台灯产品功能单，缺少亮度调节，无法适应现代家庭生活的实际需求。为解决当前问题，本文设计了以片机为核心的白光系统，采用功率流驱动方案，可实现对灯的光控制，在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。惠州学院本科生毕业设计论文第二章用到相关知识光原理发光二极管的核心部分是由型半导体和型半导体组成的晶片，在型半导体和为。在些半导体材料中，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。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，通称当它处于正向工作状态时即两端加上正向电压，电流从极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱品批次中随机挑选的间的正向电流电压特性的差异。图中横坐标为通过不同正向电流，纵坐标为对应的外加正向电压。可以看出，在恒定电压的驱动下，不同流经的正向电流大小不同，由于发光亮度主要受其驱动电流的影响，从而导致发出的白光亮度不同，如图中虚线所示。而且，向导通后，外加正向电压的细小变动都将引起流的很大变化，从惠州学院本科生毕业设计论文而导致出射光光强的变化。再如下图所示，为美国司种超高亮光常温下，光通量与其正向电流关系曲线。从该图中可以看出，发光亮度与正向平均电流大小基本上成正比关系，因此可以通过控制正向电流图给出了该大功率常温下的线，从图中可以看出通过控制其正向电压，从而控制其发光亮度。在正向电压值小于值阈值时，电流极小，不发光。当电压超过值后，正向电流随电压迅速增加，从而使光。但如果采用恒压源驱动，而会引起以，采用恒压源驱动不能保证度的致性，并且影响命和光衰。因此，超高亮常采用恒流源驱动。惠州学院本科生毕业设计论文图常温下的光通量与线关系光连接方式白光连接方式有串联并联混联三种，如图示。下文分析了各种连接方式的优缺点以及其各自的应用场合。图光连接方式惠州学院本科生毕业设计论文联驱动串联驱动保证流过每个电流相等，而发光亮度和其导通电流呈正比关系，所以采用此种驱动方式可以使光亮度均匀，适合对发光亮度的匹配性要求高的场合。串联驱动的不足是其需要较高的驱动电压，所以需要升压电路将电源电压抬升或者直接的高电源电压，而高的电源电压往往要求芯片采用耐高压工艺制造，如艺。另外，如果个开，则整个就熄灭。当采用恒定电压驱动时，如果个路，则余下的正向压降会增加，致使电流增大，可能会烧毁和电路。当然，采用恒定电流驱动时不会存在上述问题。联驱动并联驱动的优点是只需要低的电源电压就可以驱动多个要求驱动电路能提供大的驱动电流。由前述知向导通压降存在定差异，所以并联驱动的最大不足是流过每个电流不相等，致使亮度不匹配。当并联用恒流驱动的方式时，如果个断开，则会使余下过的驱动电流增大，导致可能损坏所有的联驱动当要驱动的量很多时，若采用串联驱动，则会要求很高的电源电压若采用并联驱动，则会要求很大的负载驱动电流，所以就出现了混联驱动。混联驱动是串并联两种方式的综合，适合于驱动大量场合。当然，以上分类并没有绝对的优劣之分，还要看实际的应用场合。例如对于作为手持设备背光用的动电路，要求驱动电路的结构简单，封装较小，以实现小型化，而驱动方式上，多采用并联驱动。对于照明用白光驱动电路，要求有较大的驱动电流，较好的光匹配度，因此多采用串连驱动。动现状研究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。下面对现有的各种控制方法进行简要的介绍。阻限流电路这类应用的原理图如图示，电阻限流电路控制方式是根据线来确定预期正向电流所需要的电压，过个串联电阻来控制电流。般根据数和惠州学院本科生毕业设计论文发光强度，可以得到直流电流，从而可知端的电压，限流电阻值式中正向电流正向电流为可选。图阻限流电路这个应用方案简单易行，只需要个限流电阻就可以控制光强，但存在不少的缺点输入电压的微小变化都会导致流的变化，从而影响光通量输出限流电阻上会消耗大量的功率而使得整个系统效率不高当这种调光方式在对白光进行亮度调节时，会使出的白光颜色发生偏移，不利于把这种控制方式用于日常照明系统，所以这种方式多用在对光色要求不高的情况。性控制电路与电阻限流法相比，线性控制法在精度上有了很大的提高。其基本的原理是线性控制是把工作于线性区的功率管等效为个动态电阻，通过负反馈系统调节功率管的阻值大小使得流过电流维持在个恒定的值。但是由于功率管工作在线性区，消耗了较多的功率，系统的效率不高。线性调节器可以分为并联型和串联型两种。惠州学院本科生毕业设计论文图联型线性控制器和串联型线性控制器并联型线性调节器又称为分流调节器。它采用功率管与联，分流掉负载的部分电流。与电阻限流电路相似，分流调节器也同样需要串联个限流电阻图所示。当输入电压增大时，流过的电流增加，反馈电压增大使得功率管动态电阻减小，流过电流将会增大，这样就增大了限流电阻而使得流调节器同样由于串入了限流电阻，系统的效率不高，并且在输入电压变化范围比较宽的情况下很难做到恒流输出。串联型调节器是采用功率管与联，当输入电压增大时，使功率管的动态电阻增大，从而使得功率管上的压降增大，以保持的电压电流恒定，如图所示。这种控制方式与并联型线性调节器相比，由于少了串联的线性电阻，使得系统的效率较高。但是由于功率三极管或都有个饱和导通电压，因此输入的最小电压必需大于功率管的饱和电压与负载电压之和，使得整个电路的电压调节范围受限。荷泵升压电路电荷泵升压电路图称为开关电容升压控制器。它利用分立电容将电能从输入端传送到输出端，整个电路不需要任何的电感。电荷泵变换器设计比较简单，只需根据元件规格来挑选适合的电容。但它的主要缺点是只能提供有限的输出电压范围，大多数充电泵电路的输出电压增益为输入电压的或倍。若要驱动多个，必须采用并联驱动方式。此时为了防止并联支路上电流分配不均，每条并联支路上必须使用镇流电阻，这样会消耗大量的功率，整个系统的效率就会降低。惠州学院本科生毕业设计论文图荷泵升压电路关变换电路开关电源电路通过调节开关功率管的通断比可以调节输出电压的大小，理论上将功率管的损耗降低为。开关电源作为能量变换中效率最高的种方式，特别适用于大功率亮度控制。与传统的电压型换器不同的是大功率电流信号而不是输出电压信号，如图此来满足恒流驱动要求。采用扑可以实现低于输入电源电压的输出。这是种定周期定时刻导通