摘 要

在全球能源越来越紧张以及环保压力日益加大的情况之下，有着高效、节能、环保且使用寿命长等特点著称的LED作为新一代的照明光源备受世人关注。同时,LED技术作为21世纪高新技术的领头军被公认为是最具有发展前景的。如今LED被广泛应用于农业、渔业、医疗、和通信等各个领域,这进一步大大促进了LED技术的发展。

本文对 LED 照明的发展背景和意义进行了详尽的说明，然后，分析 LED 光源的基本特性。本次设计以微控制器为核心设计LED灯具调光系统，包括电源主电路、亮度调节控制电路、单片机系统、调节按键接口电路及光柱显示电路。调光电源的软件采用模块化设计，并且画出流程图，用PROTUES仿真所设计的调光电源。

本课题已经研制成功驱动电流500mA以上，功率大于3W的恒流驱动电源，并以对其进行了相关仿真测试。最后的测试结果表明：本课题设计的驱动电源具有效率高、结构简单、成本低的特点，具有较强的实用价值。

关键词：发光二极管；LED驱动电源；PROTUES仿真；线性调光方法

Design of Adjustable Optical LED Driver Power Supply

ABSTRACT

With the increasing pressure on the environment and global energy shortage, LED which has the characteristic of "high-efficiency, energy-saving, environmental protection and long-life" is well known as a new generation of lighting equipment. Meanwhile, LED technology, as one of the 21st century high-tech, is recognized as the most promising field. Today, LED is widely used for agriculture, fisheries, medical, military, communications, and other fields which further promoted the development of LED technology.

In this paper, LED lighting development background and significance are elaborated, then, analysis of the basic characteristics of LED light source. This design takes micro controller as the core design of LED lamp light modulation system, including the main power supply circuit, a brightness adjusting control circuit, SCM system, regulating button interface circuit and a light beam display circuit. Dimming power supply modular software design, and draw the flow chart, dimming power supply designed by PROTUES simulation.

This topic has been developed to drive more than 500mA current, constant current driving power supply with power more than 3W, and has carried on the simulation test. The final test results show that this topic is the design of the driving power supply has high efficiency, simple structure, low cost, with a strong practical value.

Key words: Light-Emitting Diode; LED drive power; PROTUES simulation; linear dimming method

目 录

摘 要

ABSTRACT

目 录

1 绪论

1.1 LED的发展及特点

1.2 全球LED发展概况

1.3 本文的主要工作

1.4 本章小结

2 LED驱动及调光原理

2.1 LED的特性及发光原理

2.1.1 LED的电气特性

2.1.2 LED 热特性

2.1.3 LED光学特性

2.1.4 LED发光原理

2.2 LED的连接形式

2.3 LED的驱动方式

2.4 LED的调光方法

2.5 本次设计的调光方式

2.6 本章小结

3 调光驱动电路的设计与硬件部分

3.1 单片机系统设计

3.2 按钮系统设计

3.3 显示模块

3.4 A/D模数转化部分

3.5 D/A模数转化部分

3.6 本章小结

4 调光电路的软件部分

4.1 PROTUES仿真介绍

4.2 单片机主程序流程图设计

4.3 D/A转化器的流程图

4.4 LCD1062的流程图

4.5 本章小结

5 调 试

5.1 程序调试

5.2 软件调试

5.3 软、硬件联合调试

5.4 本章小结

6 设计总结与展望

6.1 论文总结

6.2 研究展望

致 谢

参考文献

1 绪论

1.1 LED的发展及特点

发光二极管是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。早在1962年这种电子元件就已经出现了。早期的时候只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。随着技术的不断进步，用途也由初时作为指示灯、显示板等发展到应用到各个领域，如农业、渔业、医疗、和通信等^[1]。

随着行业的持续发展，技术的飞跃突破，应用的大力推广，LED的光效也不断提高，价格不断走低。新的组合式管芯的出现，也让单个LED管的功率不断提高^[2]。通过同业的不断努力开发，新型光学设计的突破以及新灯种的开发，产品单一的局面也有望在进一步扭转。控制软件的改进，也使得LED照明使用变得更加便利。这些逐步的改变，都体现出了LED发光二极管在照明应用的前景非常广阔。

到了20世纪80年代早期研发出的AlGaAsLED是LED发展史上的最重要的技术突破,其发光效率能高达10lm/W。明显的抬升发光率使LED的应用范围得到了扩大,使它的应用可用于室外信息发布和在汽车中央高位安装停止灯设备中。到目前为止,最高昂的材料是透明基底AlInGaP^[3]。从20世纪90年代到21世纪初,用于制作LED的材料与裸片尺寸等方面的发展,使LED的光通量得到了进一步地提高,超过80年代早期LED的光通量近达20倍。