高精度程控LED驱动电路的设计

论文编号:JD1004  论文字数:29147,页数:70

摘要

 LED发光二极管以其体积小、寿命长、驱动电压低、反应速度快、抗震性
佳、耗电少、发热低、色彩纯度高等特性，已广泛运用于生产和生活的各个领
域。白光LED发光二极管的面世，被誉为下一代照明工业的主流。LED光电色
综合性能参数是LED的主要技术指标;LED光电综合性能的准确快速的测量对
LED研发、制造和品质具有重要意义。LED光电多参数检测设备是对LED光
性能与电性能的测试和筛选，要求其LED电流驱动电路具有高精度和高稳定度
的特性。
    本文根据高精度高稳定度要求，设计出了一款高精度程控LED驱动源。设
计的核心是利用闭环反馈原理来稳定输出电流。比较输出电流的检测数据与电
流设定值，结合工作环境温度的检测参数、以PC为程序控制器、Labview虚拟
仪器软件为开发平台，控制程序将通用计算机与硬件电路结合来完成输出电流
和工作环境温度的采集、计算分析、显示和控制等功能。电路与软件控制的结
合，从根本上可提高高精度高稳定度驱动源的性能，能够保证控制的高精度，
较大提高高精度高稳定驱动源的智能化程度。操作简单，界面友好。
    本LED驱动源具有设定准确、输出电流稳定、控制精度高等特点。电路系
统由两大部份组成:①压控电流源电路;② PC机软件控制系统。前者是驱动源
的核心，起着电流调节、抑制纹波电流的关键作用;后者则有设定驱动源输出、
改善电流调节精度和稳定度、消除小电流输出的非线性等作用。
    本文拟介绍高精度高稳定度驱动源的主要性能指标，分析影响驱动源稳定
度的各种因素，说明驱动源电路设计过程中不同设计方案，还论证适用于LED
多参数检测设备的LED电流恒流源驱动器的一种可行性方案及其设计过程和实
验结果。
 
关键词：LED发光二极管，高精度，高稳定度，程控恒流源，Labview

目     录
第1章 引言 1
1.1 LED的发展现状与市场前景 1
1.2高精度稳定电源的现状及发展趋势 3
1.3 LED检测技术与驱动源 4
1.4程控恒流源方案论证与比较 5
1.5程控恒流源研制的目的和意义 8
1.6本设计研究内容和技术路线 8
第2章 程控恒流源原理与参数 10
2.1概述 10
2.2恒流源的定义 10
2.3程控恒流源工作原理 11
2.3.2电压数控原理 13
2.4恒流源的主要技术性指标 14
第3章 程控恒流电路设计 19
3.1引言 19
3.2技术设计方案 19
3.2.1硬件系统框图 19
3.2.2实施方案 20
3.2.3课题研究的技术指标 21
3.3电路设计及关键器件的选择 21
3.3.1 D/A转换单元 21
3.3.2输出调整单元 27
3.3.3电流功率输出单元 32
3.3.4采样及采样放大单元 33
3.3.5温度检测单元 34
3.3.6电源电路 36
第4章 数据采集及控制软件设计 38
4.1数据采集 38
4.1.1数据采集的基本概念 38
4.1.2采样、量化、编码、误差 38
4.1.3 AC6010数据采集卡 39
4.2控制原理 40
4.2.1自动控制的一般概念 40
4.2.2反馈控制原理 40
4.3控制软件设计 42
4.3.1虚拟仪器及LAB VIEW概述 42
4.3.2采集卡驱动 45
4.3.3系统面板设计 46
4.3.4反馈控制程序设计 47
第5章 影响电路性能的关键因素的分析及对策 50
5.1输出电流与控制电压的关系 50
5.2影响输出电流精度的因素及对策 52
5.2.1温度漂移的因素 52
5.2.2抑制纹波的措施 53
第6章 实验测试及结果分析 55
6.1温度检测电路的校准 55
6.2电路非线性检测 56
6.3采样电阻温度漂移测试 59
6.4整机输出电流数据检测 61
第7章 总结与展望 66
7.1论文总结 66
.7.2存在的不足及工作展望 66
参考文献 67