《5W—LED恒压驱动电源外壳结构设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5W—LED恒压驱动电源外壳结构设计.doc（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江科技学院本科毕业设计5WLED恒压驱动电源外壳结构设计季丰（机械与汽车工程学院 指导教师：祝邦文）摘要：本文主要是设计了一款5WLED恒压驱动电源的外壳，主要由四部分组成，分别是一个上盖、一个底座以及两个侧盖。外壳使用的材料为PC，PC制作的外壳耐热性优异、成型收缩率小、尺寸稳定性高、胶件精度高、冲击强度高、蠕变小，刚硬而有韧性等。设计中采用的设计思路是以“顶层基本骨架”为核心的自顶向下设计，即在产品设计的最初阶段，按照该产品的最基本功能和要求，在设计顶层构筑一个“基本骨架”，称之为“顶层基本骨架”，随后的设计过程基本上都是在该“顶层基本骨架”的基础上进行复制、修改、细化、完善并最终完成整
2、个设计的过程。外壳设计完成后，能满足客户对产品功能和服务的要求。关键词：上盖 ；侧盖 ；底座 ；外壳设计 ；参数化技术 Abstract；This paper is mainly designed a constant voltage power supply 5W-LED shell which concludes four components: a top cover, a base and two lateral cover. The coat is maked from PC, which possesss following characteristics: excellent h
3、eat resistance, small forming contraction rate, high dimensional stability, high precision, high impact strength, small squirm, sturdy and resilient, etc. Design ideas in the design is the top basic skeleton, as the core of top-down design, and it means at the first product design phase, building a
4、“basic skeleton” on the top level according to the products basic functions and requirements, which also calls top basic skeleton. Subsequent design process including copy, modification, refinement, and finalizing the whole design are all based on the top basic skeleton. At last finished shell shoul
5、d meet the customers requierment of product function and service. Key words ：Top cover ；Lateral cover； Base ；Shell design； Parametric Technology第一章 绪论1.1 课题背景1.1.1 引言在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 LED已有近3O年的发展历程。2
6、0世纪7O年代，最早的GaP、GaAsP同质结红、黄、绿色低发光效率的LED已开始应用于指示灯、数字和文字显示。从此，LED开始进人多种应用领域，包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等，遍及国民经济各个部门和千家万户。到1996年，LED在全世界的销售额已达到几十亿美元。尽管多年以来LED一直受到颜色和发光效率的限制，但是由于GaP和GaAsP LED具有寿命长、可靠性高、工作电流小、可与TrL、CMOS数字电路兼容等许多优点，因而一直受到使用者的青睐。最近十年，高亮度化、全色化一直是LED材料和器件工艺技术研究的前沿课题。超高亮度(UHB)是指发光强度达到或超过10Omcd的LE
7、D，又称坎德拉(cd)级LED。高亮度A1GalnP和InGaN LED的研制进展得十分迅速，现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水平。1991年，日本东芝公司和美国HP公司研制成InGaA1P 62Ohm橙色超高亮度LED，1992年，InGaAIP 59Onto黄色超高亮度LED达到实用化。同年，东芝公司研制的InGaA1P 573nm黄绿色超高亮度LED的法向光强达2cd。1994年，日本日亚公司研制成lnGaN 450nm蓝(绿)色超高亮度LED。至此，彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度，实现了超高亮度化、全色
8、化，使发光管的户外全色显示成为现实。我国发展LED起步于2O世纪70年代，8O年代形成产业。全国约有100多家企业，95的厂家都从事后道封装生产，所需管芯几乎全部从海外进口。通过几个”五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术，使我国LED的生产技术已向前跨进了一步。北京、长春、南昌、上海、山东、河北等地的一些厂家，现已具有GaAs和GaP单晶、外延片、芯片的批量生产能力。由南昌746厂组建的欣磊光电公司的普亮LED芯片生产线，1998年生产出管芯7亿只，1999年超过1O亿只。信息产业部电子第13研究所下属的河北汇有电力电子公司和河北立德电子公司已分别建成InGaA1P超
9、高亮度LED外延片和芯片生产线，1999年年底达到年产外延片1万片、芯片1亿只的生产能力，从而改变了我国超高亮度LED外延片、芯片全部从海外进口的局面。1.1.2 市场在圆片上形成的LED器件是不会发光的，必须要加以封装组成炮弹式样后才能发光，因此市场常由封装和LED两部分组成。据统计，2005年世界封装产值比上年增长了1 14，达67亿美元。日本是最大的生产国，独占世界市场的46，中国台湾次之，占17。预计到2008年，世界LED封装市场将增长到91亿美元，年均增长率为109。据统计预测，2005年世界白光LED的需求约为45亿个，到2008年将增长到约98亿个，翻了一番还多，年均增长率接近
10、30，可见市场潜力之巨大。其中最大的应用产品是移动电话，2005年占市场的68，由于手机市场已趋向饱和，增长缓慢，2008年虽仍占有老大地位，但市场份额则将下降到40。增长较快的是汽车和照明，2008年将分别从10提高到22，和2提高到15。2008年LCDTV和PC用LED将分别增长到7和6。据日本野村综合研究所调研，由于移动电话在经济发达国家的需求已过一轮，今后增长势必趋缓。并且所用白光LED价格江河日下，影响到自光LED以销售计的市场增长大不如销售量市场，但预计20052010年仍会有10的年均增长率。将从174亿美元提高到284亿美元。增长的驱动力来自大尺寸LCD屏和车载设备所需的白光
11、LED背光源。白光LED生产主要掌控在日本公司之手，占有整个市场72 的份额，其中日亚化学公司独占412，Citizen公司占1 78 ，O s RAMOPTO公司137，丰田合成公司129。由于看好市场，通过科研开发和生产合作也有不少欧美公司包括Fairchild、Agilent以及韩台地区公司参与进去，竞争加剧。不但日亚化的比重会缩小，而且通过各种整合，出现一些新兴制造公司。1.1.3 应用白光LED近1、2年主要应用于移动电话、数码相机、数字摄像机和便携游戏机等4类产品的LCD背光源 据2004年的统计，应用程度都很高，便携电话占69，数码相机67，数字摄像机80，便携游戏机更高达100
12、。高端数码相机和数字摄像机的取景器和图像重放显示器都需要高品质的图像，因而要用白光LED作背光源。其次，汽车需要多种多样的照明， 白光LED作为取代产品将逐渐渗入这一市场。首先是车内面板和车内灯的应用，现在的应用率虽还不过1224，但预计到2008年可提高到67。车内面板估计目前平均约用18个LED，2008年可望增加到25个。顺便说一句，移动电话现在使用34个，加上键盘和照相机闪光灯共6个，2008年可望增加到78个。汽车的应用今后要考虑的有雾灯、转弯用灯、弱光灯和强光灯等。汽车应用有特殊的要求，包括高可靠，长寿命(10年以上)等。就白光LED本身讲也需要在亮度、光通量、发光效率、发热对策等
13、方面作进一步改进。特别是车前灯，目前使用的卤素灯发光效率为17201mw，光通量15001m左右，寿命3005004时，目前LED还做不到，今年才有望开始用于个别车型上。据预测，世界轿车用LED可单从2005年的50亿个增长到2010年的60亿个。又据传，车前灯使用白光LED的汽车2008年或可达一成。再次是作为PC和电视的LCD屏背光源，以及普通照明的白光LED，市场成长空间最为巨大。白光LED作为LCD背光源，主要是与CCFL(冷阴极管)开展竞争，在移动电话、数码相机等所用小尺寸显示屏方面，LED无论性能、价格不但都已胜过后者，而且已达十分成熟的程度，市场开始走低。但在中大尺寸LCD显示屏
14、方面，白光LED由于使用数量相差甚大，且在价格、敞热、Ic驱动方面都还未臻完善。笔记本电脑2005年才开始使用白光LED背光源，并将由此逐渐推向OA和电视，预计这方面使用的白光LED今明两年将开始量产，投放市场，2008年LCD电视使用率或将达到一成。至于照明领域，除了传统的白炽灯，荧光灯之外，其他节能灯还在不断开发出来，白光LED要打入这一市场确非易事。自光LED亮度虽高，但在使用寿命、散热、成品率等方面都还存在问题，价格过高尚难普及。白炽灯从电转为光的转换效率只有510，荧光灯为2225，白光LED为2535。理论上白光LED的转换效率叮达99，故只要转换效率提高到50，那在节能和减少花费
15、方面就会超过白炽灯和荧光灯减少几倍。因此，白光LED一旦在技术和产量上超越障碍，其在照明市场上潜力之巨大，不可言喻。根据Roland Haitz对过去34年的统计，LED的光输出量以每1824个月增加2倍的所谓HaitzSLaw计算，那么，到2025年LED将主导整个照明市场。白光LED具有省电和环保两特大优势，势将成为El常生活照明，改变社会生活面貌，进入白光LED照明新世纪。1.1.4 国内情况由于采用半导体LED(发光二极管)照明具有节能、环保和长寿命等优点,因此近几年来国际上主要发达国家和相关大公司、研究机构均投入很大力量来发展LED,已取得了很多研究成果,申请了几千个专利项目,并不断
16、扩大产业规模,向照明领域拓展。我国在LED产业发展方面做了很多工作,主要呈现以下几个特点。 重视程度高支持力度大 近年来国家相关部委和部分地方政府对发展LED产业有了较统一的认识,均在制订相关发展方案和政策。首先,以科技部牵头由国家相关部委一起于2003年6月成立“国家半导体照明工程领导小组”,具体指导国家LED产业的发展。并确定上海、厦门、南昌、大连等4个地区为首批半导体照明工程产业化基地。其次,国家发改委委托中国工程院研究制订“我国固态照明产业发展规划”,中国工程院已组织国内相关专家组成专家咨询组,正在进行研究制订之中的该发展规划经相关部门修订和批准之后将从2005年开始执行。第三,信息产业部组织全国性的专门会议,如举办LED产业发展论坛,对当前如何加快LED产业化发展进行深入
