LED节能灯的设计.doc

LED节能灯的设计报告参赛学院:电气与信息学院参赛队号:参赛队员:曹锡山郑金平汪文雯设计题目:LED节能灯的设计设计摘要:本研究根据设计要求:由交流220V供电,灯的电功率3W~5W均可,恒流供电。要求电源变换部分效率尽可能高,并且交流电源电压在90~240V范围内变化时,输出功率基本不变(亮度稳定)。电源电路采用了合适比例的变压器来降低电压,然后采用单相桥式整流、电容滤波电路,结合固定式三端集成稳压器来获得比较稳定的直流电压,再利用运放,电压跟随器进一步稳定电压,保证负载部分获得稳定的功率和恒定电流。再通过取样电阻来实现输出电压,从而实现负载部分亮度的调节。负载电路采用具有正温度系数的WZMD热敏电阻与负温度特性的LED串联,组成一个温度系数极小电阻型负载,解决了LED的恒流问题。使其发光稳定。通过调节滑动变阻器,来实现红、蓝、绿三基色亮度的改变,从而实现色彩的变化。关键词:LED节能灯、桥式整流、固定式三端集成稳压器、WZMD热敏电阻,恒流发光、亮度色彩可调一、引言LED节能灯在目前市场上已经是一件非常成熟的产品,目前白色LED发光效率已经突破120LM/W,是白炽灯15LM/W的8倍,是荧光灯50LM/W的2倍多。LED的光谱中没有紫外线和红外线成分,所以不会发热,不产生有害辐射。而且LED的光通量半衰期大于5万小时,可以正常使用20年,器件寿命一般都在10万小时以上,是荧光灯寿命的10倍,是白炽灯的100倍,所以基本不会损坏,这种灯具具有非常好的节能长寿命特性,随着白色LED价格的不断降低,LED照明灯不但在节日彩灯装饰中广泛应用,而且逐步延伸到路面照明、民用照明等低照度要求的领域,全面进入实用化,并且在环保方面废弃物可以回收,没有荧光灯的贡污染问题,是国家重点发展的产业项目。LED技术已经真真切切地来到我们身前,在举世瞩目的奥运会上,无论是开幕式上神奇的画卷和画布,还是水立方游泳馆外表那变换莫测的七彩幻光,还是大量演员身上通体发出的神奇光芒,甚至是恰如银河般并缓缓升起的奥运五环,无不都是LED技术的全面应用。LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点,虽然价格较现有照明器材昂贵,仍被认为是它将不可避免地现有照明器件。LED的特点和优点1、LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源,它有着广泛的用途。2、体积小3、LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。4、耗电量低LED耗电非常低,一般来说LED的工作电压是2-。-。这就是说:。使用寿命长5、在恰当的电流和电压下,LED的使用寿命可达10万小时6、高亮度、低热量7、环保LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收坚固耐用8、LED是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED可以说是不易损坏的。此次LED的设计主要是利用典型的交流电容降压恒流电路供电,设计了一个简单的亮度、色彩可调的LED节能灯电路。二、方案设计此次电路的设计主要包括以下三个部分,即电源变换电路,稳压电路和LED负载电路。分别如电路图2所示。总的流程图如图1所示。根据要求LED灯要工作在直流电压下,故电源变换部分主要的任务是将220v的交流电压变为适合LED灯工作的直流电压。电压的变换又包括变压,整流,滤波和稳压四个部分。下面分别对这四个部分设计方案的选择做出说明。变压部分首先采用合适比例的变压器对220v的交流电压进行变压,使变压后的电压符合负载的工作电压。整流部分采用的方案通常有半波整流和桥式整流等。桥式整流电路的优点是输出电压高,纹波电压小,管子所承受的最大方向电压较低,同时因电源变压器在正、负半周期内都有电流供给负载,电源变压器得到了充分的利用,因此效率也更高。所以桥式整流电路比半波整流电路更有优越性,在此次设计中采用后一种方案来提高电源的效率。滤波部分的设计方案有多种,由于本电路为小功率电路,因此设计中采用C型电容滤波电路,其特点是电路简单,负载直流电压较高,纹波也较小。整流部分采用稳压管先与电容并联再与电阻串联的方式,这样可以有效降低纹波以获取稳定的直流电压。稳压电路部分采用三端集成稳压器,这种电路可以较好的稳定输出电压和电流,结合后面的电压跟随器和取样电阻还可以实现其电流大小的可调节,故可保证输出功率的稳定,从而保证了LED灯的亮度稳定和可调光功能。负载电路采用具有正温度系数的热敏电阻与负温度特性的LED串联,组成一个温度系数极小电阻型负载,解决了LED的恒流问题。LED灯的接法有串联方式和并联方式。若只采用串联方式,当有一只灯开路时会造成所有的