学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密 ，在_年解密后适用本授权书。2、不保密 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 目 录摘要：（1）关键词：（1）前言（2）1 LED的原理、结构及特性（3）1.1 LED的发光原理（3）1.2 LED的基本结构（3）1.3 LED的电气特性（3）1.4 LED的关键参数（5）2 电容降压式LED驱动电路研究（6）2.1 电容降压原理（6）2.2 电容降压LED驱动电路的组成（6）2.3 电容降压电路的Pspice建模分析（7）3 输出功率为60W的LED驱动电路设计（10）3.1 驱动电路结构概述（10）3.2 输入EMI滤波器设计（10）3.3 输入整流滤波电路设计（11）3.4 高频变压器设计（12）3.4.1 变压器指标参数（12）3.4.2 确定磁芯型号尺寸（12）3.4.3 计算初级次级绕组匝数（12）3.4.4 漆包线线径确定（13）3.4.5 变压器示意图及配置参数（13）3.5 PWM控制电路设计（13）3.5.1 CR6850芯片简介（13）3.5.2 CR6850启动模式及启动时间（14）3.5.3 相应工作模式和定义电流波形参数 KP（16）3.5.4启动电阻Rin 上最大损耗（16）3.5.5正常工作频率（17）3.5.6 FB脚输入端（17）3.5.7 异常保护功能（18）3.5.8 PWM控制电路原理图（18）3.6 反馈电路设计（18）3.7 输出整流管及电容的选择（21）3.8 样机制作及实验结果（22）4 总结（24）致谢（25）参考文献（25）附录（26）经济型LED节能灯驱动电路的设计学生：田海青指导老师：罗志会三峡大学理学院摘要：随着全球能源紧缺、环境恶化，人们对健康、环保、节能的要求日益提高。在照明领域白炽灯正在逐步被淘汰，LED（发光二极管）由于环保，寿命长，节能等优点已经成为照明领域的研究热点，显示出极大的潜力和良好的前景。理论上LED的寿命可以达到10万小时以上，目前LED节能灯技术已经基本成熟，但是居高不下的电源成本使LED在照明领域的推广受到极大限制。本文主要通过对LED光电特性，节能灯驱动原理进行研究，运用开关电源知识，设计一个恒流的LED节能灯驱动电源。选择高性价比的解决方案开发出适用于经济型LED节能灯的驱动电源，以达到设计要求。本文第一部分将对LED的发光机理以及光电特性参数进行了介绍；第二部分将对阻容式降压驱动电路进行Pspice建模分析；第三部分运用开关电源技术，设计了输出功率为60W的LED节能灯驱动电路。这部分对驱动电路各功能模块进行了详细的分析，最后对所设计电路进行了实验验证。论文最后对设计的驱动电路存在的不足进行了分析，并对LED驱动技术的未来发展做出了展望。Abstract：The demands for health, environmental protection and energy-efficiency have been increased as a result of the shortage of global energy and the environmental degradation. The incandescent lamb is gradually being eliminated in the lighting area, while LED (light emitting diode) with its advantages such as environmental protection, long life, energy-efficiency has become a hot research topic in the lighting field, showing great potential and good prospects. Theoretically, the life of LED can be up to 100 thousand hours. The technology of the energy-efficient LED lamp is matured basically, but the promotion of LED was extremely restricted due to the high cost of power in the lighting area. This paper designs a constant current driving power for LED energy-saving lamps by studying the LED optical and electrical properties and the driving principle of energy-efficent lamps and with the knowledge of switching power. The driving power for the economic energy-saving LED lamp can be developed with cost-effective solutions to meet the design requirements. The first part introduces the luminescence mechanism and the parameters of photoelectric characteristics for LED, the second part will do Pspice modeling for and analyze the RC Buck drive circuit, the third part designes the drive circuit for LED energy-saving lamp with the output power of 60W by the switching power technology. This part analyzes the functional modules of the drive circuit in detail and finally verifies the designed circuit by experiments. At last, the paper analyzes the shortcomings of the designed drive circuit, and makes the forecast for the development of the LED drive technology in future.关键词：LED节能灯，开关电源，恒流驱动key words：LED lamp, Switching Power Supply, Constant current drive前言以电力电子学为核心的电源技术与上世纪60年代开始发展。能源危机，温室效应以及生态环境恶化等问题越来越多的引起人类的注意，节能环保已经成为共识。在照明领域人们积极寻找新的替代光源。半导体照明于上世纪末开始发展。LED（发光二极管）由于其环保，节能，发光效率高，寿命长等优点已成为照明领域的研究热点。因其与传统光源相比具有理论和现实的优越性1，受到广大工程师的青睐，它的出现将照明行业带入了一个全新的技术领域，同时也为节能照明提供了更多的解决方案。这将是人类历史上继白炽灯，荧光灯之后新的照明革命。2011年，国际两大LED巨头欧司朗与Cree公司签署了一项全球性的LED专利交叉许可协议，涵盖的专利技术包括双方的蓝光LED芯片技术、白光LED和萤光粉技术、封装、LED灯具与灯以及LED照明控制系统。这种专利授权所造成的专利壁垒，积极的影响大过于消极的影响，因为这将促进中国LED企业投入更多的资金和精力进行技术的研发。LED照明具有较多优势，必将成为未来照明市场的主流。由于LED照明的巨大发展空间，Melexis、lnfinton(英飞凌)、Lienear Technology(凌力尔特)、Supenex Inc、Analog Devices(ADI)、通嘉科技(Leadtrend)、安茂微电子(AME)，等国际知名IC公司先后推出了LED照明专用驱动IC，极大地推动了LED照明驱动电源的发展。总体来看，国内LED照明产业仍处于起步阶段。但是在国家相关政策的推动下，国内半导体照明发展迅猛。科技部副秘书长、国家半导体照明工程领导小组组长李健说：“我国发展半导体照明产业有巨大机遇。”他认为，中国有的优势：一是中国拥有巨大的照明工业和照明市场，这使照明工业在我国有着巨大的发展空间;二是我国已具备一定技术和产业基础，通过“863”等科技计划的支持，我国已初步形成比较完整的产业链。虽然LED照明具有较多优势，但也有其自身的不足。LED没有红外及紫外辐射，其耗能除了转换成光能，其余全部以热能释放，所以对于其配套设施的散热要求较高；LED照明成本极高，虽然它寿命长的优势可以弥补这一劣势，但是从总体上来看其成本还是比其他光源高；目前驱动电源转换效率和恒流精度还不高；电源寿命与LED寿命的不匹配，驱动电源中由于电解电容等一些元件的影响，实际寿命不足20000小时，从而使LED节能灯的寿命大大减小。LED驱动电源市场火热，技术水平良莠不齐，随着LED照明产业的发展，相关技术规范，标准相继出台，这将对LED照明产业的发展起到积极地推动作用。LED驱动电源的发展必须克服转换效率低，电源寿命不匹配，恒流精度不高以及散热等不足，同时在电源设计中要兼顾成本控制，选择性价比高的驱动方案。未来的LED驱动电路必将向体积小、转换效率高、寿命长、散热性好、稳定输出的方向发展。目前LED节能灯技术日趋成熟，但是居高不下的电源成本，使LED照明的发展受到限制。要推进LED照明发展，必须大力发展其配套设施，其中驱动电源是最主要的。所以开发适用于经济型LED节能灯的驱动电路具有极大现实意义。1 LED的原理、结构及特性1.1 LED的发光原理LED是利用半导体PN结或类似结构把电能转换成光能的器件2。LED的芯片是由-族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制备而成的，PN 结是其核心部分。因此它具有一般 PN 结的特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。当PN结外加一个正向偏置电