基于白光LED的任意波形均勻光源.pdf

1、近年來，能源危機(jī)日益嚴(yán)重，國家戰(zhàn)略新興LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，市場應(yīng)用潛力巨大。由于缺少規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并且企業(yè)自身現(xiàn)有裝備設(shè)施、工作基礎(chǔ)及技術(shù)水平發(fā)展不平衡，造成LED產(chǎn)品種類繁多、性能各異，急需建立LED相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。
　　本論文主要圍繞大功率白光LED，目標(biāo)是研制出一種基于白光LED的任意波形均勻光源，用于標(biāo)定LED檢測儀器的光電特性。對LED的二次光學(xué)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)調(diào)光技術(shù)進(jìn)行探究，針對目前LED中存在的出光不均勻、非線性現(xiàn)象做出以下幾

2、方面的研究：
　　1）對LED的發(fā)展歷程、應(yīng)用及發(fā)展趨勢的概況進(jìn)行簡要介紹，綜述LED二次光學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，非線性光學(xué)設(shè)計(jì)方法的國內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用狀況。
　　2）對光度學(xué)及輻射度學(xué)的概念進(jìn)行解釋，闡述其內(nèi)在聯(lián)系，介紹了LED的基本結(jié)構(gòu)、封裝形式和發(fā)光原理，對LED電學(xué)特性和光學(xué)特性進(jìn)行了分析，總結(jié)了LED性能特點(diǎn)。
　　3）針對LED中存在的出光不均勻現(xiàn)象，采用非成像光學(xué)對大功率白光LED進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)?；谶吘壒饩€原理

3、和光學(xué)擴(kuò)展量守恒思想，結(jié)合復(fù)合拋物面聚光器和軸對稱的自由曲面透鏡，設(shè)計(jì)并研制大功率發(fā)光二極管擴(kuò)展光源的反射/折射準(zhǔn)直器。通過Tracepro軟件對系統(tǒng)進(jìn)行光束追跡模擬仿真并指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，使LED擴(kuò)展光源輸出發(fā)散角為±12°，測量距離出射面50 cm處光屏的光斑，在尺寸為14 cm×14 cm的光照范圍內(nèi)，測得光斑水平方向中心線上的光度非均勻度優(yōu)于4.1％，豎直方向中心線上的光度非均勻度優(yōu)于3.8%，LED光源出光處到目標(biāo)屏光斑處的整體光效優(yōu)

4、于40%。
　　4）針對LED中光信號存在非線性的問題，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)及校正方法。根據(jù)LED的電學(xué)特性，分析比較了常用LED驅(qū)動(dòng)方式，采用恒流驅(qū)動(dòng)中的線性控制方法對信號進(jìn)行線性放大，降低信號放大過程中的失真影響。選取OPA541高功率運(yùn)算放大器作為線性調(diào)節(jié)器，簡化LED驅(qū)動(dòng)電路，具有對信號的進(jìn)行功率放大以及驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的功能。精確計(jì)算電路參數(shù)，采用Altium Designer設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)及PCB板的設(shè)計(jì)。通過分