LED照明技术的研究和设计实例

发布时间：2017-05-04 09:13

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【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。
【关键词】：LED 照明技术 驱动电源 LED阵列 配光 道路照明
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM923
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 插图索引10-12
• 附表索引12-13
• 第1章 绪论13-20
• 1.1 引言13
• 1.2 LED应用于照明的优点13-14
• 1.3 LED照明的研究现状和发展前景14-18
• 1.4 LED照明目前存在的问题与解决方法18
• 1.5 论文主要工作及创新点18-20
• 第2章 LED照明的驱动电源技术20-35
• 2.1 LED发光原理及电学特性20-21
• 2.1.1 LED的发光原理20
• 2.1.2 LED的电学特性20-21
• 2.2 LED照明驱动电源的分类21-27
• 2.2.1 线性型电路21
• 2.2.2 开关型电路21-24
• 2.2.3 反馈电路24-26
• 2.2.4 调制电路26-27
• 2.3 LED光源与驱动电源的匹配27-28
• 2.4 驱动效率分析28-29
• 2.4.1 LED驱动电源的效率28-29
• 2.4.2 LED负载方式对驱动效率的影响29
• 2.5 功率因数校正29-34
• 2.5.1 功率因数的定义29
• 2.5.2 功率因数校正29-34
• 2.6 小结34-35
• 第3章 LED照明的配光技术35-45
• 3.1 LED的光学特性35
• 3.2 光度量参数与测量35-37
• 3.3 LED照明的相关理论和计算37-43
• 3.3.1 照明器的特性和分类37-40
• 3.3.2 照明质量的评定40-41
• 3.3.3 LED照明的照度计算41-43
• 3.4 LED照明的配光设计43-44
• 3.5 小结44-45
• 第4章 LED照明驱动电源的设计45-55
• 4.1 LED照明对驱动电源的设计要求45-46
• 4.2 LED照明驱动电源的设计46-54
• 4.3 小结54-55
• 第5章 LED应用于道路照明的设计55-74
• 5.1 道路照明的设计要求55-58
• 5.1.1 道路照明的配光要求55-58
• 5.1.2 道路照明的电源要求58
• 5.2 设计目标58
• 5.3 光学系统设计58-69
• 5.3.1 设计方法和步骤58-60
• 5.3.2 LED光源的选择60-65
• 5.3.3 利用不同发光角的 LED进行配光65-68
• 5.3.4 实验测试和计算机模拟68-69
• 5.4 驱动电源设计69-70
• 5.5 设计实现与系统测试70-73
• 5.5.1 设计实现70-71
• 5.5.2 系统测试71-73
• 5.6 小结73-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-81
• 附录A (攻读硕士学位期间发表的学术论文目录)81-82
• 附录B (攻读硕士学位期间参与的科研项目)82

【引证文献】

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本文编号：344811