LED照明系统的研究与设计

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1、毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书一、课题名称： LED 照明系统的研究与设计 二、主要技术指标 1、光效，理论上最大光效：683lm/W；2、色温分级：暖色（5300K） ；3、照度，低照度（约 100200lx 以下）用暖色温，中照度（约 200750lx）用中色温；4、LED 的颜色；5、LED 的电流：一般小功率的 LED 的正向极限电流多在 20mA。但大功率 LED 的功率至少在 1W 以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W 和 10W。1W LED 的额定功率为 350mA,3W LED 的 750mA；6、LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负

2、极；7、LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏；8、LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd） ；9、LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。单位为流明(lm)；10、LED 光照度：1 流明的光通量均匀分布在 1 平方米表面上所产生的光照度.，单位为勒克斯(lx)；11、LED的使用寿命：LED 一般可以使用 50,000 小时以上； 三、工作内容和要求：1、论述 LED 的发展史 2、研究 LED 器件的光学特性、热学特性、电学特性和工作原理。3、LED

3、 照明系统的电路设计 4、分析 PN 结温度升高对 LED 性能的影响，讨论 LED 灯具散热的重要性，研究 LED 灯具的散热途径。5、分析 LED 照明系统模型并分析其组成部分灯具、光源、控制器。最后，对全文的工作进行总结。 学 生（签名） 年 月 日指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日系 主 任（签名） 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目LED 照明系统的研究与设计一、选题的背景和意义：目前，传统的石化能源与经济、环境的矛盾越来越突出。能源是经济与社会发展的基本动力，但由于常规能源的有限性和分布不均匀性，造成世界上大部分国家的能源供应不足，不能

4、满足经济可持续发展的需要。发展可再生能源已成为全球课题。而综观可再生能源种类，风能、生物能、太阳能等，太阳能的利用前景最好，潜力最大。从 LED 出现以来，人们一直在努力实现固体光源。随着 LED 制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，发白色光的 LED 固体光源性能不断完善并进入实用阶段。如果能在固体照明领域节省一半的能源，则会对人类的节约能源作出巨大的贡献。LED 照明技术在这个领域中将发挥重要的作用。二、课题研究的主要内容：1、LED 的发展史2、LED 的结构和工作原理3、LED 光学特性、热学特性、电学特性等各性能的研究4、LED 照明系统的散热性研究5、L

5、ED 照明系统的电路图设计6、介绍 LED 照明系统的组成部分及其工作原理7、简要介绍 LED 照明系统的应用三、主要研究（设计）方法论述：首先定下这一课题，然后完成开题报告，给自己定下一个比较合理的时间进度。这是完成论文的保障。然后才着手完成整篇论文。多数资料都是从网上搜索到的内容。将搜索到的内容进行一个简单的整合。在此之前先确立了一个大体框架结构，这样所搜索到的内容就可以很方便的有步骤的嵌套进去。本文首先对 LED 发展进行论述，包括其产生、发展等等方面，这一方面介绍的比较简略。然后又比较全面的对 LED 的工作原理及 LED 照明系统的组成进行介绍和阐述。接下来是着重对 LED 照明系统

6、的设计和各种性能研究进行阐述，最后，完成对整个 LED 照明系统的设计。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期）工 作 内 容2010.5.42010.5.23确定论文题目，收集相关资料，完成开题报告。2010.5.242010.5.31论文的整体构思，完成第一章到第三章的内容撰写。2010.6.12010.6.5完成中期检查报告。2010.6.6201.6.25完成整篇论文的撰写。2010.6.262010.7.3根据老师的指导对论文进行修改。五、指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日六、系部意见：系主任签名： 年 月 日目录摘要Abstract第 1 章 前言.1第 2 章 LED 的

7、发展及其基本知识12.1 LED 的发展历程12.2 LED 的工作原理、特性及其分类3第 3 章 LED 照明系统的散热性研究73.1 LED 的结温73.1.1 LED 结温的产生73.1.2 结温对 LED 的影响83.2 LED 的热阻103.2.1 LED 照明的热阻模型及其构成特点113.2.2 热阻对 LED 芯片尺寸的影响123.2.3 常用热阻测试方法123.2.4 减少 LED 热阻值方法133.2.5 LED 照明灯具散热系统研究14第 4 章 LED 照明系统的电路设计164.1 照明用 LED 主要技术特性164.2 LED 驱动电路技术174.2.1 LED 驱动电

8、路的基本原理174.2.2 LED 驱动电路的要求194.2.3 LED 驱动电路的设计21第 5 章 LED 照明系统的组成285.1 LED 的照明灯具285.1.1 LED 灯具的特点285.1.2 LED 灯具的功能295.1.3 LED 灯具的基本介绍295.1.4 LED 灯具设计的指标305.2 光源315.3 驱动器33第 6 章 LED 照明系统的简单应用34第 7 章 结束语37答谢辞参考文献摘 要在当今全球能源紧缺的环境下，节约能源已成为大势所趋。同时，国家也大力倡导节能减排，已结束的 2008 年北京奥运会和正在举办的 2010 年上海世博会都不约而同地以绿色节能为主题

9、，这就给中国 LED 照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。LED 与传统光源相比，具有节能、环保、响应时间短、效率高、体积小、寿命长、抗震性好等多项优势，因而受到人们的青睐,也成为当前各国半导体照明领域研究的热点。本文围绕 LED 用于照明灯的散热设计、电路设计、灯具设计、照明系统设计等关键技术进行研究,具体完成的工作归纳如下：1.研究了 LED 器件的光学特性、热学特性、电学特性。分析了 LED 的工作原理，对各项性能的研究。2.分析了 PN 结温度升高对 LED 性能的影响，讨论了 LED 灯具散热的重要性,研究了 LED 灯具的散热途径。分析了 LED 的热阻及其模型，热阻的测试和减小热

10、阻的方法。3.分析了 LED 照明系统的设计，研究了 LED 照明系统的电路设计、灯具设计，讨论了驱动电路的工作原理和设计要求、灯具的设计功能和指标，通过灯具、光源、驱动器组成了一个照明系统。最后，对全文的工作进行了总结。关键词：LED；照明系统；驱动电路；散热；AbstractIn todays environment of global energy shortage, energy conservation has become a trend. The state advocate energy saving, has ended the 2008 Beijing Olympic Ga

11、mes and is being held in World Expo 2010 Shanghai Coincidentally, both the green energy theme this to the development of Chinas LED lighting industry brought great historical opportunity . Compared with the traditional light source LED, energy saving, environmental protection, response time, high ef

12、ficiency, small size, long life and good number of earthquake, and therefore, by the people of all ages, has become the national semiconductor lighting in the field of research. This paper focuses on LED lighting for the thermal design, circuit design, lighting design, lighting design, key technolog

13、y research, the specific work completed as follows: 1. Of the optical characteristics of LED devices, thermal properties, electrical properties. The working principle of the LED, on the various properties. 2. Analysis of the PN junction temperature on the LED performance, discussed the importance of LED heat lamps, heat lamps of the LED channels. Analysis and model the thermal resistance of LED, thermal resistance and reduce the therma