小功率开关电源设计+Seber仿真(3)
1.2.1 LED灯的工作原理
LED灯是二极管的一种。其核心是一块半导体的晶片，这晶片有两部分构成，即N型半导体和P型半导体。这两种半导体连接的地方形成了P-N结。P型半导体中，多子为空穴。N型半导体中，多子为电子。当给P-N结通上正向电压时，电子就会被电场推向P型半导体，与其中的空穴复合，发出能量就会以光子的形式释放，这个就是LED灯发光的原理。形成P-N结的材料的不同，将发出不同颜色的光。
1.2.2 LED灯的特性
LED灯具有单向导通性。从节能的方面看，产生相同的光能，LED灯的能耗是白炽灯的1/10，节能灯的1/4。寿命方面，LED灯的理论上的寿命为100000小时，考虑其他因素，其寿命在50000小时左右。在环保方面，LED灯无污染，无汞等重金属物质。然而要实现LED灯的这些优良的特性，就必须通过LED开关电源，为LED灯提供可靠的输出电压和电流。
1.3 LED 开关电源
1.3.1 LED开关电源的简介
论文里制作的电源的负载为LED灯，下面将介绍LED开关电源。同普通开关电源一样，LED开关电源是由驱动电路来控制开关管的导通和截止。论文中的AP1682芯片就是驱动开关管的导通和关断。LED开关电源通过主电路，将直流电或交流电转化成高频脉冲，再通过变换器进行变压，使其产生所需要的电压和电流。这就是LED开关电源的基本原理。
1.3.2 LED开关电源的要求
LED开关电源将朝着小型化，轻便化，多功能的方向发展，这将使得LED开关电源进入更广阔的应用领域，特别是在尖端技术领域。另外LED开关电源的发展与应用在环保，节能等方面都具有重要的意义。因此，LED开关电源的要求如下：
① 工作在开关状态：功率器件不是工作在线性状态，而是工作在开关状态。
② 高频：电力电子器件工作在高频状态。
③ 直流：开关电源输出的不是交流，而是直流。
④ 高效：设计出来的电源效率高。
1.3.3 LED开关电源的发展现状
标准的电灯正在经历一场又一场的变革。出于能源的保护和应对全球气候变暖的考虑，人们提出了低碳主题。美国一些州和其它一些国家已经开始禁止使用低效率的白炽灯泡。各种新技术正在致力于替换白炽灯泡。LED灯无疑是最好的选择。LED灯的高效和环保正受到人们的青睐。随着进一步对LED的深入研究,LED的发光效率将进一步提高,成本将进一步降低。在不久的将来，LED将发展成21世纪的主要照明方式。随着对制作材料、生产工艺和产品封装技术的不断改进,LED效率和性能将得到提升。LED灯将会走进生活中的更多领域。因此，LED开关电源的发展前景可想而知了。
1.3.4 LED开关电源面临的问题
LED作为新一代半导体固态照明光源,已经逐渐在道路照明灯具、车辆照明灯具、液晶电视背光源中得到应用[2]。由于LED是特性敏感和具有负温度特性的半导体器件，为了让LED灯有更长的使用寿命，就必须对其进行稳定工作状态和保护[11]。这些功能的实现，都是通过驱动电源来实现。不像普通的灯泡那样，直接接在市电下就可以工作。LED灯必须通过可靠的电源工作。LED是通过低直流电压驱动,不同场合的LED灯,要配备不同的开关电源。在国际市场上，对LED驱动电源的转换效率、功率因数、恒流、寿命、电磁兼容的要求都非常高。设计一款好的LED电源必须要综合考虑这些因数。因此，LED开关电源面临的主要问题如下：
① LED开关电源的整体寿命：电阻，开关管等器件在电源工作时，都承受着较高的温度，这些器件的使用寿命直接影响到电源的寿命。
② LED开关电源的转换效率：在电源工作时，存在着器件的发热，这些发热势必影响着电源的效率，尤其是在驱动大功率LED时更是如此[11]。