欧司朗光电半导体推出备集成透镜的红外DragonLED,.
LED照明驱动开关电源设计
重庆大学网络教育学院毕业设计（论文）题目LED照明驱动开关电源设计学生所在校外学习中心批次层次专业学号学生指导教师起止日期摘要全球将掀起一场更为激烈的“节能减排”运动,势必推动相关技术的发展，LED由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点,成为了照明领域关注的焦点,近年来发展迅速。
若能以LED照明取代目前低效率、高耗能的传统照明,无疑对缓解当前越来越紧迫的能源短缺和环境恶化问题起到举足轻重的作用。
本文围绕LED驱动电路从降低LED驱动电源成本和提高驱动性能出发,主要内容有:首先阐述LED的发展现状及应用前景。
并进一步地说明了国内外在LED照明研究中的一些成果以及对未来发展的意义，对LED驱动电源的研究现状进行了深刻的分析,确定了论文的主体方向。
其次系统地介绍了可应用于LED驱动的一些拓扑,对常用于照明LED驱动电路的开关电源式拓扑进行详细的阐述，结合LED的特点,提出了LED恒流驱动设计。
本文目的是设计出一款能实现高精度恒流控制并且发热量低的LED照明驱动开关电源。
在前面分析的基础上,设计了一个有利于LED驱动的反激型开关电源,对主电路、控制电路、反馈电路、高频变压器等进行了详细的设计。
关键词：LED驱动电源发热低恒流隔离低成本目录中文摘要 (I)1.绪论 (1)1.1论文的研究背景及意义 (1)国内外研究现状 (2)本文的主要内容及思路 (3) (4)2.设计方案的选择 (4)LED的基本工作条件 (4)方案的对比 (4)方案的确定 (7)3.LED驱动分析 (8)3.1LED驱动控制现状 (8)3.2LED连接方式 (8)3.3LED驱动器介绍 (9)3 (9) (10) (11)4开关电源分析 (12)开关电源的应用与发展 (12)反激电路 (13)正激电路 (14)半桥电路 (15)全桥电路 (16)推挽电路 (17)几种电路结构的比较 (18)5.系统功能 (20)5.1实现隔离输出 (20)实现LED恒流，实现过压保 (20)6.硬件电路设计 (22)6.1电路设计 (22)6.2磁路设计 (25)7结论 (26)参考文献 (27)1.绪论1.1 论文的研究背景及意义全球能源紧张，提高电器的效率是行之有效的方法。
Led路灯照明
Led路灯照明一、前言随着节能环保的理念深入人们的思想和生活，在 2009年12月7日闭幕的中央经济工作会议强调，要更加注重推动经济发展方式的转变和经济结构的调整，发展战略性新兴产业，推进节能减排，抑制产能过剩，开展低碳经济试点，努力控制温室气体排放，加强生态保护和环境治理，加快建设资源节约型、环境友好型社会。
至此，低碳、节能理念已经融入了中国发展主基调。
2009年4月28日，科技部正式发189号文，同意在上海、成都、天津等21个城市开展半导体照明应用工程（简称“十城万盏”）试点工作，大规模使用led路灯。
led路灯重大科技专项示范工程向世人宣布led照明由传统景观照明走向道路照明，并顺利走向规模化使用。
截止2009年底，我国几乎每个省都有led道路照明的示范应用工程。
二、led路灯将在城市照明中占据主导地位的优势路灯照明是城市照明的最重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费以及高碳排防量对环境的巨大影响，led作为路灯的光源，它和传统路灯光源比较有许多优点。
1、led是一种半导体二极管，寿命非常长。
当光通量衰减到80%时，其寿命达到了25000小时。
而金属卤化物灯的寿命在6000～12000小时，高压钠灯的寿命是12000小时。
2、白光led的光色比高压钠灯好。
在中间视觉水平下，人眼在高色温环境里比低色温环境更容易辨别事物。
白光led的ra是65-80而高压钠灯的ra仅为20左右，led路灯的亮度均匀度比高压钠灯要好的多。
3、led利于调光实现延长寿命及可靠性。
采用调光技术，随着输出功率降低，驱动电源自身损耗也将降低，其外壳温度也将同时下降，led芯片结温也会降低，led芯片的亮度与led驱动电源成定比例关系，因此可以减小电流的方法来调光。
另外，led的调光还可以采用脉冲宽度调节（pwm）的方法来得到，通过调节电压的占空比和工作频率，能够有效调节led的发光强度。
汽车透镜式led灯的原理
汽车透镜式led灯的原理汽车透镜式LED灯是一种新型的车灯技术，它采用了透镜设计，能够提供更好的照明效果和可视距离。
它的原理基于LED光源和透镜的组合运用。
LED，全称为Light Emitting Diode，即发光二极管，是一种半导体器件。
它通过电流的作用，将电能转化为光能。
与传统的白炽灯或卤素灯相比，LED灯具有较高的发光效率、较长的寿命和较低的能耗。
因此，越来越多的汽车制造商选择LED技术来改善车灯的照明效果。
而汽车透镜式LED灯的设计则是将LED光源和透镜结合起来，以实现更好的照明效果。
透镜的作用是改变光线的传播方向和光束的聚焦程度。
在汽车透镜式LED灯中，透镜被放置在LED光源的前方，以控制光线的发射方向和光束的散射角度。
透镜的种类和设计对于汽车透镜式LED灯的性能起着重要的影响。
一般来说，透镜可以分为透明透镜和聚光透镜两种类型。
透明透镜主要用于提供均匀的照明效果，使光线能够均匀地分布在道路上。
而聚光透镜则通过调整透镜的形状和曲率，将光线集中在一个较小的区域内，以提高远光灯的亮度和可视距离。
除了透镜的设计，汽车透镜式LED灯还采用了光学反射板和散热结构。
光学反射板能够将光线反射到透镜上，增加照明效果。
而散热结构则可以有效地降低LED光源的温度，延长LED的寿命。
汽车透镜式LED灯的优点是显而易见的。
首先，它能够提供更好的照明效果和可视距离，使驾驶者在夜间或恶劣天气条件下更容易看清道路和前方的障碍物。
其次，LED灯具有较长的寿命，通常可达到数万小时，大大减少了更换灯泡的频率和维护成本。
此外，LED 灯具有较低的能耗，可以节省燃油和降低碳排放。
尽管汽车透镜式LED灯在照明效果和能效方面具有明显优势，但它也存在一些挑战和问题。
首先，透镜的设计和制造需要较高的技术水平和成本投入。
其次，透镜的使用寿命可能会受到灰尘、水汽和紫外线的影响，从而降低照明效果。
此外，汽车透镜式LED灯的价格相对较高，可能会增加汽车的制造成本。
LED驱动控制电路的设计仿真与实现
LED驱动控制电路的设计仿真与实现采用APW7207芯片作为本LED驱动电路的主要芯片，用555芯片产生PWM波控制芯片开关以达到节省功耗的目的，并且为驱动电路设计了前置+5V的电源电路。
本次设计的驱动电路，直接接入220V/50HZ交流电压，经过变压器变压、整流、滤波以及线性稳压电源芯片稳压，以+5V的输入电压成功驱动6枚高亮LED灯，电路中为20mA电流，亮度大；再加入1KHZ、占空比可变的PWM波控制APW7207的开关，不但可以改变亮度，还在保持了应有的照明效果上，大大降低了功耗。
目录1概述 (2)1.1设计背景 (2)1.2国内外研究现状及发展趋势................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2.1 国外 LED 电路发展现状 (1)1.2.2 国内 LED 电路发展现状1.3研究的内容 (2)1.3.1 LED光源特性 (2)1.3.2 LED驱动方式 (2)1.3.3 LED电源部分 (2)1.3.4 PWM波发生部分 (2)1.3.5 LED电流驱动部分 (3)2、电路设计..........................................................................................................................................................错误!未定义书签。
2.1 电源部分 (10)2.1.1 降压电路 (3)2.1.2 整流电路 (3)2.1.3 滤波电路 (4)2.1.4 稳压电路 (5)2.1.5 电源部分整体电路 (6)2.2 LED电流驱动部分 (6)2.3 PWM波发生电路 (8)2.3.1 PWM简介 (8)2.3.2 PWM电路设计 (9)3 Multisim电路仿真 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
欧司朗LED产品介绍
电压 正常工作功耗
正常光强 (启动10 分钟之后）
保护 等 级
接
线
OS-WL01AA1 红色
10
OS-WL01AY1 黄色
10
OS-WL01AV1
翠绿色
10
OS-WL01AB1 蓝色
10
24 VDC; 1.1 W
24 VDC; 1.1 W
24 VDC; 1.3 W
24 VDC; 1.3 W
3500
2500
• 低功率 ( < 10W/m)
• 低热量 • 长寿命 • 颜色可变 (任意选择)
制造商: Public screen Freigericht/Altenmittlau/D
制造商: Ilti/Italy
LINEARlight进行建筑照明
案例
Parkgate, Schwabing 德国 2002
建筑照明
COINlight 用于室外标志性照明或装饰性照明
案例
室外灯具 意大利 方向照明/效果照明 采用 COINlight 颜色: 蓝，白
COINlight 的装饰效果
案例
水晶灯 德国
效果照明 采用 COINlight 颜色: 蓝，红，白， 黄，绿
COINlight 型号综述
模块型号 可选颜色 LED数目 / 模块
光束方向 电源电压 正常功耗
保护等级
接
线
OS-CM01E-X -A,-Y,-T,-B, W
9
顶部发光
24 VDC; 1-1,2 W 由颜色决定
OS-CM01B-X -A,-Y,-T,-B, W
8
侧面发光
24 VDC; 0,5-0,9 W 由颜色决定
背光源原理及简介
背光源（Backlight）原理及简介背光背光源（Backlight）原理及简介背光源对于大多数人来说是一个陌生的概念，所谓背光源（BackLight）应该是位于液晶显示器（LCD）背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块（LCM）视觉效果。
液晶显示器本身并不发光，它显示图形或字符是它对光线调制的结果,背光源的发展可以追朔到二战时期。
当时用超小型钨丝灯作为飞机仪表的背光源。
这是背光源发展的初始阶段。
经过半个世纪的发展，如今背光源已经成为电子独立学科，并逐步形成研究开发热点。
随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。
受液晶显示器的市场拉动，背光源产业，呈现一派繁荣景象。
LCD为非发光性的显示装置，须要藉助背光源才能达到显示的功能。
背光源性能的好坏除了会直接影响LCD显像质量外，背光源的成本占LCD模块的3-5%，所消耗的电力更占模块的75%，可说是LCD模块中相当重要的零组件。
高精细、大尺寸的LCD，必须有高性能的背光技术与之配合，因此当LCD产业努力开拓新应用领域的同时，背光技术的高性能化(如高亮度化、低成本化、低耗电化、轻薄化等)亦扮演着幕后功臣的角色背光源是提供LCD面板的光源。
主要由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。
背光源具有亮度高，寿命长、发光均匀等特点。
目前主要有EL、 CCFL 及LED三种背光源类型，依光源分布位置不同则分为侧光式和直下式（底背光式）。
随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式CCFL式背光源成为目前背光源发展的主流。
电致发光(EL)背光源体薄量轻，提供的光线均匀一致。
它的功耗很低，要求的工作电压为80～100Vac，提供工作电压的逆变器可把5/12/24Vdc的输入变换为交流输出。
但EL背光源的使用寿命有限(在50%亮度条件下的平均使用寿命为3000～5000小时，在更高的亮度水平上使用寿命将大为缩短)，因此，理想的EL背面照明用逆变器允许输出电压和频率随着EL灯泡的老化而增加，从而延长采用EL的背面照明光源的显示器的有效使用寿命。
LED术语解释
【LED术语】光通量／光强／亮度／照度（luminous flux/luminous intensity/luminance/illuminance）光通量是表示光源整体亮度的指标。
单位为lm（流明）。
在表示照明光源的明亮程度时经常使用。
是参考人眼的灵敏度（视觉灵敏度）来表示光源放射光亮度的物理量。
具体数值为各向同性的发光强度为1cd（堪德拉）的光源在1sr（立体弧度）的立体角内放射的光通量为1lm。
此处的sr为立体角的单位，表示从球面向球心截取的面积为半径（r）的2次方（r[size=+0]2）的圆锥体的顶角。
光强是表示光通量立体角密度的指标。
单位为cd。
多在表示显示用LED等的眩光时使用。
其定义为：发射540×1012Hz（波长555nm）频率单色光，在指定方向的光线发射强度为1/683W/sr的光源，在该方向的光强就定义为1cd。
亮度是表示从光源及反射面和透射面等二次光源向观测者发出的光的强度指标。
单位为cd/m2。
与光通量一样，是结合人眼的灵敏度表示的物理量。
大多在表示液晶面板和PDP等显示器画面的亮度时使用。
照度是表示照射到平面上的光的亮度指标。
单位为lx（勒克司），有时也标记为lm/m2。
是指光源射向平面状物体的光通量中，每单位面积的光通量。
用于比较照明器具照射到平面上的明亮程度。
【LED术语】GaN（gallium nitride）由镓（Ga）和氮（N）构成的化合物半导体。
带隙为 3.45eV（用光的波长表示相当于约365nm），比硅（Si）要宽3倍。
利用该特性，GaN主要应用于光元件。
通过混合铟（In）和铝（Al）调整带隙，所获得的LED和蓝紫色半导体激光器等发光元件已经实用化。
GaN由于带隙较宽，可产生蓝色和绿色等波长较短的光。
蓝色LED和蓝紫色半导体激光器，采用了在GaN中添加In形成的InGaN。
除了带隙较宽以外，GaN还具有绝缘破坏电场高、电场饱和速度快、导热率高等半导体材料的优异特性。
欧司朗光电半导体有限公司LED的测量、校准和测量不确定度说明书
Document技术应用文章编号：AN135欧司朗光电半导体有限公司 LED 的测量、校准和测量不确定度应用说明适用于：欧司朗光电半导体有限公司的所有 LED摘要随着近期 LED 市场的快速增长及其应用的发展，LED 已变得越来越普遍。
目前可以在许多新的照明应用中发现它们。
这些新应用对 LED 的测量提出了越来越严格的要求。
因此，准确性和精确度成为 LED 光学测量的关键指标。
LED 的辐射度量、光度量和色度量通常由光学测量获得。
本技术应用文章主要介绍 LED 的测量，并提供光学测量、校准和测量不确定度的基本知识。
作者：Retsch Stefanie / Ng Kok Fei目录A. 光学特性 (2)辐射度测定 (2)光度测定 (3)色度测定 (3)B. 测试设备和度量 (4)C. 校准程序 (6)波长校准 (6)光谱校准 (6)绝对校准 (6)D. 测量设置 (7)平均 LED 强度 (7)光通量 (8)测量条件（一般） (10)E. 测量不确定度 (12)F. 参考标准 (13)G. 潜在的测量差异来源 (14)H. 环境温度和驱动电流的相关性 (16)I. 参考资料 (19)A. 光学特性1辐射度测定辐射度测定是测量电磁辐射的能量和物理特性的科学，其频谱覆盖了从紫外 (UV)到红外 (IR) 光的整个范围。
辐射度测定与人眼对亮度和颜色的敏感度无关。
1 [1] CIE 127:2007，章节 2.1.光度测定光是电磁辐射光谱中的人眼可见部分。
光度测试是对能被人眼感知的可见光能量的测量。
每个辐射度量都能对应到考虑了人眼明视觉函数 V(λ) 曲线的光度量，其中 V(λ) 表示人眼的明视觉感知曲线，是人眼在 380 nm 至 780 nm 的波长范围内的光谱响应函数（图 1）。
2图 1：人眼响应曲线或相对光谱光视效率曲线 V(λ)色度测定3色色度测定描述人眼对颜色的感知。
为了对颜色进行定量与定性描述，国际照明委员会 (CIE) 于 1931 年定义并确立了三色刺激 XYZ 系统。
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欧司朗光电半导体推出备集成透镜的红外 Dragon LED，辐射强度提升 3.5 倍
欧司朗光电半导体时间:2010年05月10日
字体: 大中小
关键词:<"cblue" "/search/?q=LED"
target='_blank'>LED<"cblue" "/search/?q=透镜" target='_blank'>透镜<"cblue" "/search/?q=汽车照明" target='_blank'>汽车照明<"cblue"
"/search/?q=OSRAM" target='_blank'>OSRAM
<"cblue" "/search/?q=OSRAM" target='_blank'>OSRAM
二零一零年五月七日 -- 中国讯 - 全新红外 <"innerlink"
"/search/?q=LED" title="LED">LED SFH 4236 采用集成透镜，辐射强度比标准红外 Dragon LED SFH 4232 高出三倍多。
这款全新元件功能强大、体积小巧，使知名红外 Dragon LED 家族更上一层楼。
集成的<"cblue" "/search/?q=透镜" title="透镜">透镜可将发射出的红外光聚集在正/负 20 度的视角范围内，在 1 A 的直流电流下即可实现 650 mW/sr的典型辐射强度。
全新红外 Dragon LED 占用的电路板空间极小，非常适合打造窄束辐射特性。
迄今为止，只有通过使用外置透镜才可能实现狭窄的光束角。
而 SFH 4236 一举突破了这项传统，它不仅能提供更高的辐射强度，而且集成了透镜，因此无需搭载复杂、昂贵的外置透镜组件。
欧司朗光电半导体德国总部红外线元件市场经理 HarryFeltges 指出：“汽车照明应用的理念贯穿全新 SFH 4236 的
设计。
因此，与需要搭载外置透镜的传统 Dragon 解决方案相比，SFH 4236 的高度缩小了 35%。
”SFH 4236 的封装尺寸与其他红外 Dragon 元件相同，因此能直接替换现有设计中的同类元件。
此外，它与标准红外 Dragon LED 具有相同的电性参数，也适用于回流焊接工艺。
该款红外 LED 的发光波长为 850 nm，完美平衡了 CCD 和 CMOS 摄像机的最大光谱灵敏度和肉眼抑制能见度。
理想的应用领域涵盖工业和保安业域的摄影机式视觉系统，以及汽车领域的各种应用，例如轿车和卡车的司乘人员监控系统和盲点检测系统。
发光波长为 850 nm 的红外 Dragon LED 家族包括 SFH4232（标准版本）、SFH4235（堆叠版本，总辐射通量是标准版本的两倍）以及最新的
SFH4236（备集成透镜版本）。
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/Press_Releases/images/72dpi_PM_IR_Dragon_SFH4236.jpg">http:/ /www.osram-
/Press_Releases/images/72dpi_PM_IR_Dragon_SFH4236.jpg> 图片来源：欧司朗
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附加车载安全功能：SFH 4236 的辐射强度高、体积小，将提升司机疲劳监测系统的性能。