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江苏十一选五前三组开奖号码:探討LED新光源的驅動技術

江苏十一选五号码遗漏 www.pypna.com 來源:UC論文網2015-12-01 18:06

摘要:

摘要:被視為本世紀省電環保照明之星的高亮度LED,已經成為各國廠商積極進入的領域,未來白光LED的應用市場將非常廣泛,包括手電筒、裝飾燈、LCD背光源、汽車內部照明市場、投影燈源

  摘要:被視為本世紀省電環保照明之星的高亮度LED,已經成為各國廠商積極進入的領域,未來白光LED的應用市場將非常廣泛,包括手電筒、裝飾燈、LCD背光源、汽車內部照明市場、投影燈源等,不過最被看好以及最大的市場還是取代白熾鎢絲燈泡及熒光燈。
  關鍵詞:LED,新光源應用技術
  1.LED光源的概念
  LED(LightEmittingDiode),又稱發光二極管,它是利用固體半導體芯片作為發光材料,當兩端加上正向電壓,半導體中的載流子發生復合,放出過剩的能量而引起光子發射產生光。
  應用半導體PN結發光的原理制成的LED問世于20世紀60年代初,1964年首先出現紅色發光二極管,之后出現黃色LED。直到1994年,藍色、綠色LED才研制成功。1996年開發出白色LED。
  2.LED發光原理
  發光二極管主要有PN結芯片、電極和光學系統組成。起發光體—晶片的面積為10.2mil(1mil=0.0254平方毫米),目前國際上出現大量晶片LED,其晶片面積達40mil。
  其發光過程包括三部分:正向偏壓下的載流子注入、復合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔凈的環氧樹脂物中,當電子經過該晶片時,帶負電的電子移動到帶正電的空穴域并與之復合,電子和空穴消失的同時產生光子。電子和空穴之間的能量(帶隙)越大,產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應,可見光的頻譜范圍內,藍色光、紫色光攜帶的能量最多,桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙,從而能夠發出不同顏色的光。
  3.LED的主要特點
  3.1發光效率高:LED經過幾十年的技術改良,其發光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明/瓦,熒光燈50~70流明/瓦,鈉燈90~140流明/瓦,大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經改良后將達到達50~200流明/瓦,而且其光的單色性好、光譜窄,無需過濾可直接發出有色可見光。
  3.2耗電量少:LED單管功率0.03~0.06瓦,采用直流驅動,單管驅動電壓1.5~3.5伏,電流15~18毫安,反應速度快,可在高頻操作。同樣照明效果的情況下,耗電量是白熾燈泡的八分之一,熒光燈管的二分之一。
  3.3使用壽命長:采用電子光場輻射發光,燈絲發光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED燈體積小、重量輕,環氧樹脂封裝,可承受高強度機械沖擊和震動,不易破碎。平均壽命達10萬小時。光衰為初始的50%。LED燈具使用壽命可達5~10年,可以大大降低燈具的維護費用,避免經?;壞?。
  3.4安全可靠性強:能精確控制光型及發光角度,光色柔和,無眩光;不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內置微處理系統可以控制發光強度,調整發光方式,實現光與藝術結合。
  3.5有利于環保:LED為全固體發光體,耐震、耐沖擊不易破碎,廢棄物可回收,沒有污染。光源體積小,可以隨意組合,易開發成輕便薄短小型照明產品,也便于安裝和維護。
  3.6響應時間短:白熾燈的響應時間為毫秒級,LED燈的響應時間為納秒級。
  4.LED的主要應用
  LED廣泛應用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領域,在我們的日常生活中處處可見。但由于其亮度差、價格高,一直不能大范圍的推廣使用,特別對于大功率的白光LED的開發應用對未來照明具有革命性的意義。
  5.LED的發展進程
  2006年初,國務院發布了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》,“高效節能、長壽命的半導體照明產品”被列入中長期規劃第一重點領域(能源)的第一優先主題(工業節能),在國內外引起廣泛關注。2006年10月,國家“十一五”863計劃“半導體照明工程”重大項目正式啟動。我國半導體照明產業正在進入自主創新、實現跨越式發展的重大歷史機遇期。
  “十一五”國家半導體照明工程的發展,將重點圍繞半導體普通白光照明的目標,強調創新性,突破白光照明技術的部分核心專利,實現重點跨越;強化技術集成,圍繞重大戰略產品,產學研上下游聯合攻關,解決制約產業發展的共性關鍵技術;實施產業技術聯盟與人才培養、基地建設戰略,建立完善的技術創新體系與特色產業集群,提升產業持續創新的能力,最終形成有自主知識產權和中國特色的半導體照明新興產業。
  隨著不可再生資源存量日漸減少并帶來污染,生態環境嚴重受到影響,市場著眼點逐漸轉投至再生清潔能源的發展,以及所造就綠色經濟的投資機遇。業內人士認為,新能源在低碳經濟正扮演一個相當重要的角色,當中led技術可望成為國家其一關鍵性的領域。由此,國際上的一些專業從事照明的大公司投入巨資,對大功率、高亮度LED進行了研究和開發,使其亮度得到了大幅度的提高,成本進一步降低。這將給新光源與新能源照明制造企業帶來巨大的機遇與挑戰。
  新光源與新能源照明行業是個朝陽產業,其增長速度之快可以說是極為驚人。我國國內新光源與新能源照明行業也正處于高速發展階段。隨著新光源與新能源照明產品技術不斷更新與進步,新光源與新能源照明將會取代傳統光源在照明行業中得到普及,從而將引發照明行業的一場革命。
  目前我們國家的“十城萬盞”LED應用試點示范城市建設正在如火如荼進行中,這些對LED新光源的產業有著積極的推動作用。由此,本文對高亮度LED的照明驅動提出個別方案,供大家交流探討。
  6.LED驅動方案
  根據驅動電源的不同,LED照明通??梢曰治渙?直流(AC-DC)LED照明、直流-直流(DC-DC)LED照明電源以及電池供電的LED手電筒等不同類型,LED燈具及其功率也各不相同,如3WPAR16、3×2WPAR20、10W/15WPAR30、15W/22WPAR38、1WG13、3WGU10、1WMR11、3WMR16、3W/9W/15W嵌燈、1WLED閱讀燈等。
  AC-DCLED照明應用中,小功率的LED應用通常以恒流(CC)來驅動,而恒壓(CV)功能是在輸出開路的情況下作為?;すδ?。大功率的LED應用可能需要在電路中增加功率因數校正(PFC),其中的AC-DC轉換與LED驅動兩部分電路既可能采用整體式(integral)配置,即兩者融合在一起,均位于照明燈具內,也可以采用分布式(distributed)配置,從而簡化安全考慮,并增加系統靈活性。
  從應用的具體功率范圍來看,AC-DCLED照明應用主要包括:
  • 1W-8W:G13/GU10/PAR16/PAR20照明;8W-25W:PAR30/PAR38照明
  • 50W-150W:區域照明;100W-300W:區域照明
  7.8W-25WAC-DCLED照明驅動方案
  美國能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR™)固態照明(SSL)規范中規定任何功率等級皆須強制提供功率因數校正(PFC)。這標準適用于一系列特定產品,如嵌燈、櫥柜燈及臺燈,其中,住宅應用的LED驅動器功率因數須大于0.7,而商業應用中則須大于0.9。但這標準屬于自愿性標準,即可以選擇不遵從或是遵從。
  相應地,在8W-25WAC-DCLED照明應用中,我們考慮兩種情況,一種是應用沒有功率因數要求,即不需采用PFC控制器,另一種是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的應用中,我們假定輸入電壓規格為90~132Vac或180~264Vac(或通用輸入),能效達85%,提供短路?;ぜ翱繁;さ缺;ぬ匭?,輸出電流為350mA、700mA及1A恒流,相應地可以采用安森美半導體的NCP1028或NCP1351。其中,NCP1028是一款增強型單片開關穩壓器,適用于在通用主電源輸入的應用中提供數瓦至15W的輸出功率。NCP1028的導通阻抗比NCP101x更低,提供800mA峰值電流,具備NCP101x的諸多特性,此外還提供過功率?;?、內置斜坡補償及輸入欠壓?;さ忍匭?。NCP1351則是一款固定導通時間、可變關閉時間脈寬調制(PWM)控制器,適用于成本至關重要的低功率離線反激開關電源應用。這器件支持頻率反走,還具有閂鎖輸入、自然的頻率抖動、負電流感測及擴展的電源電壓范圍等特性。圖1顯示的是90至264Vac輸入條件下基于NCP1351的8W-25WLED照明方案。
  
 ?。ㄍ?:基于NCP1351的8W至25WAC-DCLED照明應用電路示意圖)
  
 ?。ㄍ?:基于NCP1607/8PFC控制器的8W-25WAC-DCLED照明應用示意圖)。
  需要PFC的8W-25WAC-DCLED照明應用中,假定輸入電壓規格為90至264Vac,功率因數高于0.9,能效達80%,提供短路及過功率?;?,輸出電流同樣有350mA、700mA和1A等不同選擇。在這類應用中,可以采用安森美半導體的NCP1607或NCP1608PFC控制器。NCP1607是一款高性價比的臨界導電模式(CrM)PFC控制器。這器件與業界標準引腳對引腳兼容,簡化工程師的設計??傻鶻詰墓貢;?OVP)及環路開路?;さ裙δ芤蒼鑾苛松杓屏榛钚約扒抗絳?。圖2展示的是NCP1607/NCP1608在85至135Vac或185至264Vac輸入條件下的LED照明應用方案。

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