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1、青岛理工大学毕 业 设 计（论 文）题目 LED 照明电源系统设计 学生姓名： 何超雄 指导教师： 战卫侠 2013 年 12 月青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书I摘 要LED 在照明应用中，因其具有节能、寿命长、环保、体积小、响应速度快、可靠性高、调控方便等诸多优点，正作为一种新型照明光源并获得越来越广泛的应用。本论文介绍了一种基于 TOP224Y 三端离线式 PWM 集成芯片的反激式开关稳压电源；分析了 TOP224Y 的特性和工作原理，设计了一款直流输出电压电、流分别为+12V，+350mA 的单片开关电源，并对系统开关电源实用电路及主要单元电路进行了详细的分析，进行了参数值计算、
2、器件的选取与电路设计；最后，给出 PCB 板电路图。实验证明：该开关稳压电源具有效率高、波纹小、输出电压稳定等优点。关键词：TOP224Y；单片开关电源；高频变压器；PCB 板。青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书II目 录摘 要 .I目 录 .III第 1 章 绪 论 .11.1 引言 .11.2 LED 照明的现状和发展趋势 .11.3 LED 照明目前存在的问题与解决方法 .41.4 论文主要工作及设计目标要求 .5第 2 章 驱动电源整体方案设计 .82.1 LED 照明驱动电源的确定 .82.2 LED 照明反馈电路的确定 .112.3 LED 照明调制控制方式的确定 .142.4
3、 小 结 .15第 3 章 开关电源主电路的设计 .163.1 主电路拓扑及芯片的选择 .163.1.1 主电路拓扑的选择 .163.1.2 芯片的选择及简介 .173.2 开关电源输入回路（整流滤波电路）的设计 .203.3 驱动变压器的设计 .213.4 箝位保护电路的设计 .233.5 输出整流滤波电路的设计 .243.6 反馈电路的设计 .25第 4 章 PCB 板设计 .274.1 PCB 技术简介 .274.1.1 PCB 的分类 .274.1.2 国内 PCB 技术的发展前景 .284.2 PCB 板设计应注意的问题 .304.3 元器件的封装 .334.4 小结 .35总 结
4、.36参考文献 .37青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书1第 1 章 绪 论1.1 引言1879 年，爱迪生发明了碳丝白炽灯，使照明技术进入一个崭新的时代。回顾 20 世纪的照明史，荧光灯、汞灯、高低压钠灯、金属卤化物灯、紧凑型荧光灯、高频无极荧光灯以及微波硫灯等新光源层出不穷。白炽灯从其问世的那一天起就带有先天性的缺陷，寿命短，钨丝加热耗电大，灯泡易碎，而且容易使人触电。荧光灯的出现，虽说比白炽灯节电节能，但对人的视力产生不利的影响，灯管内的重金属汞也有害于人体和环境。真正引发照明技术发生质变的还是 LED 的发明。与传统照明技术相比，LED 的最大区别是结构和材料的不同，它是一种能够将
5、电能转化为可见光的半导体。LED 属于全固体冷光源，体积极小、结构坚固、重量轻、而且工作电压低，使用寿命长，节能环保。LED光源被称为继白炽灯、荧光灯、高强度气体灯之后的第四代光源。1.2 LED 照明的现状和发展趋势目前，LED 已经应用于各种照明领域，这包括景观照明、汽车市场、普通照明、道路照明等。LED 照明市场已经逐步形成规模，如日本松下电工已开始生产“袖珍型 LED 照明灯 ”，德国 Hella 公司利用白光 LED 开发了飞机阅读灯，国内明达光电厦门有限公司开始生产 LED 路灯等。由于石化资源的匮乏，世界性的能源危机引起了各国的重视，并纷纷把照明节电特别是白光 LED 产业的发展
6、纳入国家发展战略中。面对 LED 照明将要形成的巨大市场，世界上掌握半导体照明技术的公司，如通用电气、飞利浦、欧司朗等世界三大照明工业巨头、全都启动大规模商用开发计划，不断推进半导体照明的发展。国内对 LED 的研究和应用也进行了重点投入。2006 年 l0 月，国家 “十一五”863 计划“半导体照明工程”重大项目正式启动。我国半导体产业正在进入自主创新、实现跨越式发展的重大历史机遇。我国出现了很多示范性路灯照明实例。随着 2008 年北京奥运会和 20l0 年上海世博会的陆续申办成功，北京、上海等主要的举办城市加大了对景观照明的投入，受此影响，2007 年 LED 用于景观照明市场的规模达
7、到 21.2 亿元。可以预见，未来 LED 将逐渐替代白炽灯、荧光灯等光光源，成青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书2为人造光源逐流产品，广泛应用于各种照明、显示和标识，专家估计将会有1000 亿美元的产业规模。并且 LED 照明与其他照明相比具有以下优点：(1) 高效节能：传统的照明光源存在光效低(一般白炽灯光效 20左右，普通节能灯只有 4050 左右)、耗电量大、光线中含有大量的紫外线、红外线辐射，电能绝大部分转化为热能。按照通常的光效定义，LED 的光效并不高，但由于 LED 的光谱几乎全部集中在可见光频段，效率可达 8090，一般LED 灯使用低电压、低电流驱动，功耗低，在相同的照
8、明效果下比传统光源节能 80以上。(2) 寿命长：LED 为固体冷光源，环氧树脂封装，抗震动，灯体内也没有松动的部分，不存在普通灯丝发光发热易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可高达 6 万10 万小时，是传统光源使用寿命的 10 倍以上。由于寿命长，经久耐用，减少了维护和更换的费用，降低了成本。(3) 绿色环保：现在广泛使用的荧光灯、汞灯等光源中含有危害人体健康的汞，这样在发光过程和废弃后都会对人体的健康和环境造成危害。而 LED 运用冷光源，眩光小，无辐射，使用中不产生有害物质，光谱中没有紫外线和红外线，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。(4)光效高：白炽灯的光效为 12241mW ，荧光灯的光效为50701mW ，钠灯的光效为 901401
