【正文】 示，稱為電壓調(diào)整率。輸出電壓的變化量由反饋網(wǎng)絡(luò)取樣經(jīng)比較放大電路放大后去控制調(diào)整管 T的 CE極間電壓降，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。由于它只有輸入、輸出和公共引出端，故 稱之為三端穩(wěn)壓器。 圖 313 5V直流穩(wěn)壓電源電路圖 圖 314 5V直流穩(wěn)壓電源總輸出波形 時(shí)間控制的設(shè)計(jì) 555定時(shí)器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用極為廣泛。如果控制電壓端（ 5）外接電壓 VIC， 則比較器 C C2的基準(zhǔn)電壓就變?yōu)閂IC和 VIC/2。 表 31 555定時(shí)器功能表 輸入 輸出 閾值輸入（ V11） 觸發(fā)輸入（ V12） 復(fù)位（ RD） 輸出（ VO） 放電管 T 0 0 導(dǎo)通 32VCC 3VCC 1 1 截止 32VCC 3VCC 1 0 導(dǎo)通 32VCC 3VCC 1 不變 不變 (3)用 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 用 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖 316所示。如果忽略 T的飽和壓降，則 RCRCt W ?? 。 圖 318所示電路的 ttpHpL?，而且占空比固定不變。同時(shí)也可以做為定時(shí)電路，定時(shí)時(shí)間可由式（ 323）算得。因此對(duì) LED的控制顯得更為 重要，對(duì)不不同功能的 LED要選擇合適的電路才能充分發(fā)揮其功能。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)電 路相對(duì)簡單，所具有的功能也相對(duì)單一。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路主要是起定時(shí)的作用，控制 LED發(fā)光的時(shí)間。從國外先進(jìn)的 LED技術(shù)到國內(nèi)正在舉辦的世博會(huì)， LED是其主要元素，如此絢麗的光景更是前所未有。而圖 319中得出的結(jié)論與公式中的 。如此周而復(fù)始，于是，在電路的 輸出端就得到一個(gè)周期性的矩形波。 若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)為低電平，電路的輸出狀態(tài)由低電平跳為高電平，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，放電三極管 T截止。 當(dāng) V112VCC/3,V12VCC/3時(shí)，簡單 SR鎖存器 R=1,S=1，鎖存器狀態(tài)不變，電路保持原狀態(tài)不變 [9]。當(dāng)控制電壓端（ 5）懸空時(shí)，比較器 C1和 C5的基準(zhǔn)電壓分別為 2/3Vcc和 1/3Vcc。得到如圖 313所示電路圖 ，其輸出波形圖如 314所示 。當(dāng) VREF及 FV一定時(shí)， V0也就確定了，因此它是設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路的基本關(guān)系式。 (2)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 1)電路組成和穩(wěn)壓原理 圖 310是串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓 電路的一般結(jié)構(gòu)圖，圖中 V1是整流濾波電路的輸出電壓，Q1為調(diào)整管， A為比較放大電路， VREF為基準(zhǔn)電壓，它由穩(wěn)壓管 D1與限流電阻 R串聯(lián)所構(gòu)成的簡單穩(wěn)壓電路獲得， R R3和 R5組成反饋網(wǎng)絡(luò)，是用來反映輸出電壓表華的取樣環(huán)節(jié)。由圖可看出波動(dòng)大小由 RC決定， RC越大波動(dòng)越小， RC越小波動(dòng)越大。電流的有效值和平均值的關(guān)系與波形有關(guān)，在平均值相同的情況下，波形越尖，有效值越大。由于 Rint一般很小，電容器很快就充電到交流電壓 v2的最大值 V22，輸出為一個(gè)恒定的直流電壓。常用的結(jié)構(gòu)如圖 37所示 。常用紋波系數(shù) Kr來表示直流輸出電壓中相對(duì)紋波電壓的大小，即 V VVVVKLLLLrr222 ??? （ 35） 式中 VLr為諧波電壓總的有效值，他表示為 VVVVVLLLLr 2222 42 2 ?????? （ 36） 式中 VL2,VL4為二次，四次諧波的有效值。本文主要研究單相橋式整流電路。電路中的電源變壓器 T1只有一組二次繞組，所以 T1輸出一個(gè)交流電壓，這一電壓直接加到整流二極管 VD1上。脈沖驅(qū)動(dòng)的主要應(yīng)用有兩個(gè)方面掃描驅(qū)動(dòng)和占空比驅(qū)動(dòng)。也可以用示波器觀看輸出波形來計(jì)算時(shí)間。 用 555定時(shí)器組成的多諧振蕩器 其功能是產(chǎn)生多諧振蕩，每隔一段時(shí)間就有電平觸發(fā)，其占空比是根據(jù)外圍 RC元件的參數(shù)決定的，時(shí)間主要由電容的沖放電時(shí)間決定。 所以綜上所述，選擇線性電源。 比較與選取 從上面對(duì)兩種電源 的分析并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的要求，決定選用線性電源。也可以用滑動(dòng)變阻器代替定值電阻來調(diào)節(jié) LED的亮度。 如圖 24所示。 如圖 23所示 : 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 23 LED特性曲線 直流驅(qū)動(dòng)方式適合于 LED器件比較少、發(fā)光強(qiáng)度恒定的情況，例如目前有的公交車上用于固定顯示“ XX”字樣的顯示器上，就可以用這種驅(qū)動(dòng)方式。因此 LED的驅(qū)動(dòng)就是要使它的 PN結(jié)處于正偏置，同時(shí)為了控制它的發(fā)光強(qiáng)度，還要解決正向電流的調(diào)節(jié)問題。 2)按頂部發(fā)光透鏡分 :平頭、聚光、酒杯形狀等 。 (2)SMD（ Suface mount device） 表面貼裝二極管或表面貼裝元器件都是他的叫法，這個(gè)里面也有多中類別： 1)按形狀大小分： 060 080 12 5060、 1010 等等，一般 smd 都是菱形的，所以其叫法都是根據(jù)長 *寬的尺寸來叫，行業(yè)善用的都是英寸，不是毫米，也有用毫米叫的，不如 1608（ *)等。 CED I R 陽極 陰極 +V 圖 21 LED 的工作原理 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 (6)對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞 。利用這個(gè)特性來實(shí)現(xiàn)發(fā)光 [8]。 時(shí)間控制部分 時(shí)間控制部分 主要采用 555定時(shí)器。同時(shí)按照材料的不同 LED的種類也很多，有單管、七段數(shù)碼管、 LED顯示屏等等。 隨著國家照明工程的起步，國內(nèi) LED 芯片設(shè)備的巨大需求再次引起了國外半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商的積極響應(yīng)，他們?nèi)找嬷匾曋袊@個(gè)巨大的市場，但是，這里面也存在著一個(gè)隱憂，國外芯片設(shè)備高昂的價(jià)格，相對(duì)制約了國內(nèi)企業(yè)的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，也消耗了國家大量寶貴的外匯。每個(gè)廠家所用 LED都是一樣的，不同之處在于驅(qū)動(dòng)電路的不同，好的驅(qū)動(dòng)電路能 使其工作時(shí)間更長，發(fā)揮更多的作用，節(jié)約更多的能源， LED 相比于普通的白熾燈所用電量更少，但能發(fā)出同樣的 光芒，使用年限也更長，正因?yàn)橛懈鞣N高性能高質(zhì)量的電路使得 LED 能發(fā)揮其歷史性的作用，來為我們照福，為國家照福，為人類照福。 近年來 ， 隨著光電技術(shù)的發(fā)展 ,發(fā)光二極管 (LED)的亮度與效率也大幅度提高 ,使得這種光源在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用變?yōu)榭尚?， 尤其對(duì)封閉可調(diào)控的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境 (如植物工廠 ， 組織培養(yǎng)室、植物生長箱等 ) 是一種非常合適的人工光源 .為此 ,主要介紹了 LED 在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢 [1]。 time control。整個(gè)系統(tǒng)分文電源設(shè)計(jì)部分和時(shí)間控制部分。 Abstract......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 時(shí)間控制部分主要采用了 555 定時(shí)器，因?yàn)槠潇`活、功能強(qiáng)大、價(jià)格便宜受到很多人的喜歡。 在城市工業(yè)中， 城市夜景照明追求的不是亮度，而是藝術(shù)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，小功率的LED 產(chǎn) 品應(yīng)該能夠找到他的用武之地。 國際上 LED 的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究工作從 20 世紀(jì) 90 年代開始， 1993 年美國太空總署（ NASA）首 先提出 LED 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究。目前，功率型白光 LED 光視效能（發(fā)光效率）已經(jīng)達(dá)到 100 lm/W，研究水平達(dá)到 160 lm/W。整個(gè)系統(tǒng)分為 電源 部分和 時(shí)間控制 部分。并知道每種方式應(yīng)用于什么場合。 在本次設(shè)計(jì)中僅用到其定時(shí)的功能，來控制 LED發(fā)光管的亮滅時(shí)間。 LED光源特點(diǎn) (1)電壓： LED使用低壓電源，供電電壓在 624V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。 (8)價(jià)格： LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只 LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上 300～ 500只二極管構(gòu)成。 他的分類也是按膠體形狀不同分的： 3mm、 5mm 平頭的，還有，還有根據(jù)頂部的珠子不同滿足不同客戶角度的要求等等。 1)按外形分： 1 位、 2 位、 3 位、 4 位等等 。如圖 22所示： 圖 22 LED的直流驅(qū)動(dòng) 連接時(shí)令 LED的陰極接電源的負(fù)極方向，陽極接正極方向。這樣一塊屏上大約有 100只管子。如圖 25所示。由于省去了電源變變壓器和調(diào)整管的散熱裝置，所以其體積小、重量輕。 (2)電路整體方面 開關(guān)電源整體電路復(fù)雜，對(duì)元器件要求高，線性電源則相反?？捎糜跒V波電路，濾除噪聲等等干擾。 綜上所述，結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求應(yīng)當(dāng)選擇 555定時(shí)器組成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 圖 31 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) LED脈沖驅(qū)動(dòng) 脈沖驅(qū)動(dòng)方式，采用向 LED器件重復(fù)通斷供電的方法使之點(diǎn)燃．就是利用人眼的視覺暫留特性，采用這種方式時(shí)應(yīng)該注意兩個(gè)問題：脈沖電流幅值的確定和重復(fù)頗率的選擇。電路中 S1是電源開關(guān)， T1是電源變壓器， VD1是整流二極管。上面的電源變壓器降壓電路中 T1只有二次繞組，所以是最簡單的電源變壓器降 壓電路。通過負(fù)載 R1的電流 i1以及電壓 vl的波形如圖 36所示。 (3)整流元件參數(shù)的計(jì)算 在橋式整流電路中，二極管是兩兩輪流導(dǎo)通的，所以流經(jīng)每個(gè)二極管的平均電流為 RVIILLD ?? (37) 一般電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為177。前一種濾波電路多用于小功率電源中，而后一種濾波電路多用于較大功率電源中（而且當(dāng)電流很大時(shí)僅用一電感器與負(fù)載串聯(lián)）。與此同時(shí)，交流電壓 v2按正弦規(guī)律上升。 為了得到平滑的負(fù)載電壓，一般取 2)5~3( TCR Ld ??? (311) 式中 T為電源交流電壓的周期。 2)輸出電阻 RO反映負(fù)載電流 IO變化對(duì) VO的影響。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 從反饋放大電路的角度來看，這種電路屬于電壓串聯(lián)反饋電路調(diào)整管 T連接成電壓跟隨器。其由啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電 壓電路、取樣比較放大電路和調(diào)整電路組成。它不華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 僅用于信號(hào)的產(chǎn)生和交換，還常用于控制與監(jiān)測電路中。比較器 C1和 C2的輸出控制 SR鎖存器和放電三極管 T的狀態(tài)。沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí) VI（ 2）處于高電平，如果接通電源后 Q=0， T導(dǎo)通，電容通過放電三極管 T放電，使 Vc=0， Vo保持低電平不變。 因此可用改電路作為定時(shí)器產(chǎn)生電路，定時(shí)時(shí)間通過 R1和 C2來設(shè)置，這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可從幾個(gè)微秒到數(shù)分鐘，精度可達(dá) %。如果要實(shí) 現(xiàn)占空比可調(diào)，可采用如圖 320所示電路。 總體電路設(shè)計(jì) 將上述各設(shè)計(jì)連接好后便得到本次設(shè)計(jì)所需要的電路圖，初步設(shè)定該電路定時(shí)時(shí)間為 11S， LED發(fā)光頻率為 1kHz，電源電壓為 5V。 本文詳細(xì)介紹了 LED時(shí)間控制電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是對(duì)一些簡單實(shí)用的家用電器控制方面還是實(shí)用的，因?yàn)槠涫褂迷骷?，造價(jià)低，可廣泛使用。 然后還要感謝我的父母，他們在生活和學(xué)習(xí)上給予了我很大的幫助和鼓勵(lì)，是他們給了我努力學(xué)習(xí)的信心和動(dòng)力。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 致 謝 本文的設(shè)計(jì)工作是在我的導(dǎo)師何艷艷老師精心指導(dǎo)