LED(发光二极管)的优点有很多,最重要的一点是省电,耗能低,还有牢固性高,现在逐渐大范围的应用到社会个各地方各个行业;LED的应用由驱动电路控制,以此便可以得到非常好的电流,来确保LED的工作能正常进行;LED的电压源供电方式与普通白炽灯不同,必须要有驱动电路,因为若电压稍有一点增大,电流就有可能会增大至烧坏击穿LED的程度。
在本文开始我们阐述了LED的发展现状及其应用领域,后介绍了LED的原理和特性参数,又对LED的典型驱动电路和集成驱动电路进行了研究分析。从LED驱动电路入手,设计了一款LED循环灯,并基于芯片LM358设计了一款声控旋律灯实用驱动电路,在理论上和实验中进行了分析研究,阐述了其原理,从实验的角度论证了的可行性和必要性。
关键词:供电;控制;发光二极管;驱动电路;研究
1. 引言
LED(发光二极管),它是能把通过它电流转换成光能辐射出来的一种特殊半导体器件;LED优点有结构简单,体积小,功耗低,寿命长,成本低,相对恒定的电流,等等,是一种广泛使用的重要光源;LED的应用由驱动电路控制,以此便可以得到非常好的电流,来确保LED的工作能正常进行。LED的电压源供电方式与普通白炽灯不同,必须要有驱动电路,因为若电压稍有一点增大,电流就有可能会增大至烧坏击穿LED的程度。
1.1研究的意义及内容
目前为止,LED还是一种新的科技和材料,有些产品还在研发中,掌握核心技术的发光芯片制造技术只有美国和日本等少数几个国家,但这并不否定LED发展前景还是极其广阔的。LED光源的优势有许多,有些是其他光源不可取代的。但世界LED照明产业相对发达地区相比,中国大陆仍然处在一个较低的阶段。如果LED灯取代普通照明灯,市场空间非常巨大,如果开发出新型的LED光源将会占据大部分市场,取代现在的白炽灯光源指日可待。
本文开始阐述了LED的发展现状及其应用领域,后介绍了LED的原理和特性参数,又对LED的典型驱动电路和集成驱动电路进行了研究分析。从LED的驱动电路入手,设计了一款LED循环灯,并基于芯片LM358设计了一款声控旋律灯实用驱动电路,在理论上和实验中进行了分析研究,阐述了其原理,从实验的角度论证了的可行性和必要性。
1.2 LED的发展现状
1.2.1 LED的发展
社会的迅猛发展,对能源的需求也变大,如今能源短缺,有效的节能刻不容缓。据一报告显示,全球照明节能50%以上可通过LED代替白炽灯方式。
在1962年,第一个磷砷化镓被创造出来,自此可见光LED进入急速发展进程。随后经世界各国的努力研究,便成产出商用化红色LED、GaP绿色芯片、LEDAlGaAsLED、第一只蓝色LED等。
近几年来,LED的发展迅速,使其发光亮度增加、发光效率提高和实现了所有可见光波段的颜色;LED照明市场越来越重要,发展前景越来越好;目前来看,社会需求非常有利于LED照明应用的发展。
1.2.2 LED的应用领域
LED是光电产业近年来很受瞩目的行业,2012年我国LED行业规模达到2340亿,增长率为34%,保持此增长率,预计今年将能达到3000亿规模。
据某调查显示,2012年,LED的应用领域包括: 标识牌照明;风景照明;建筑物的外观照明;室内空间装饰照明;娱乐场所及舞台照明;视频屏幕全彩色LED;车辆指示灯照明。
2. LED原理
2.1 LED发光原理与结构
LED是半导体器件,通常是用镓、砷和磷的化合物制成的。它的基本结构是内部为半导体材料,放到其头部,并有引线迁出,外部用环氧树脂来密封,作用是保护内部芯线
LED的主要结构为PN结,当加的电压为正向偏置时,内部的少数载流子同多数载流子复合,然后将多余的能量通过以光的形式散发出来,将电能直接转换为光能,半导体就发出从各种颜色的光线。PN结反向偏置时,少数载流子由于内建电场的作用难以注入,所以不发光。当电子和空穴复合时产生的能量越多,其发出的光的能量就越高,波长就越短,光的颜色或波长由使用的材料决定。常用的二极管是红光的、绿光的和黄光的。在蓝光LED上涂一层淡黄色荧光粉层制成现在的大部分白光LED。
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