LED照明技术的研究和设计实例

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。LED的照明应用，需要驱动电源和光学系统设计等技术的支持。本论文的研究和设计工作重点是LED照明驱动电源和LED照明灯具的配光，主要创新工作如下： 第一，在归纳了一般LED照明对驱动电源要求的前提下，以LED的电学特性为基础，选用了两款驱动芯片，设计了两种不同的驱动电源主电路。主电路采用boost型拓扑结构，充分考虑了成本、可靠性、实用性等因素的影响，实现了驱动电源对多个串联LED的驱动。通过实验测试，得到了这两种主电路在搭配不同负载电路时的电学性能参数。这些参数对于电源设计具有重要的参考价值。 第二，提出了一种新的LED照明灯具的配光方法。在介绍了照度的计算方法及其照明理论基础上，从LED的光学特性出发，不但拟合和验证了一般LED光分布估算公式，而且创新地利用了不同发光角的LED阵列组件进行配光，建立了基本配光模型和光强分布模型。与传统灯具的二次光学设计不同，使用该方法进行配光的灯具无须聚光透镜和反光器的光学设计，就能满足不同应用环境的配光要求，具有设计周期短、难度低、生产成本低等优点。 第三，根据城市道路照明标准中对主干路的照明要求，设计了一款应用于道路照明的大功率LED路灯。在灯具的二次光学设计上，采用了新的配光方法；在路灯的驱动电源设计上，以保证电源可靠性为前提，使用尽可能少的元件对驱动电源进行了结构优化和性能提升，实现了其驱动效率高于现有市场上同类拓扑的驱动电源的效率的目标。此外，该设计实现了路灯的模块化，方便了实际工程的安装、调试和维护。最后通过系统的实验测试，证明了该设计的可行性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪 论

1.1引言

1.2 LED应用于照明的优点

1.3 LED照明的研究现状和发展前景

1.4 LED照明目前存在的问题与解决方法

1.5论文主要工作及创新点

第2章 LED照明的驱动电源技术

2.1 LED发光原理及电学特性

2.1.1 LED的发光原理

2.1.2 LED的电学特性

2.2 LED照明驱动电源的分类

2.2.1线性型电路

2.2.2开关型电路

2.2.3反馈电路

2.2.4调制电路

2.3 LED光源与驱动电源的匹配

2.4驱动效率分析

2.4.1 LED驱动电源的效率

2.4.2 LED负载方式对驱动效率的影响

2.5功率因数校正

2.5.1功率因数的定义

2.5.2功率因数校正

2.6小结

第3章LED照明的配光技术

3.1LED的光学特性

3.2光度量参数与测量

3.3LED照明的相关理论和计算

3.3.1照明器的特性和分类

3.3.2照明质量的评定

3.3.3 LED照明的照度计算

3.4LED照明的配光设计

3.5小结

第4章 LED照明驱动电源的设计

4.1 LED照明对驱动电源的设计要求

4.2 LED照明驱动电源的设计

4.3小结

第5章 LED应用于道路照明的设计

5.1道路照明的设计要求

5.1.1道路照明的配光要求

5.1.2道路照明的电源要求

5.2设计目标

5.3光学系统设计

5.3.1设计方法和步骤

5.3.2 LED光源的选择

5.3.3利用不同发光角的LED进行配光

5.3.4实验测试和计算机模拟

5.4驱动电源设计

5.5设计实现与系统测试

5.5.1设计实现

5.5.2系统测试

5.6小结

结论

参考文献

致谢

附录