【正文】 r LED driver circuit is low and inefficiency are major shortings, they will cause harmonic pollution and reduce energy use , respectively . To solve these problems , this design will take the high efficiency and high power factor LED driver circuit . In order to be able to make better use of energy, this design will use MCU intelligent lighting , the LED to achieve automatic control , lighting adjustment will be more reasonable to conserve electricity . The final design and implementation of the hardware drivers and LED intelligent lighting control system to achieve , and the system is running well , the results show that the various functions and parameters are designed to meet this requirement . Keywords LED， SCM ， switching power supply ， intelligent lighting 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅱ 頁 1 目 錄 1 緒論?????????????????????????????? 1 前言?????????????????????????????? 1 課題研究背景?????????????????????????? 1 課題研究的目的及意義?????????????????????? 2 LED 照明????????????????????????????? 2 發(fā)光原理???????????????????????????? 2 光源特點??????????????????????????? 3 優(yōu)點?????????????????????????????? 4 驅動電路????????????????????????????? 4 線性穩(wěn)壓電源?????????????????????????? 4 開關穩(wěn)壓電源?????????????????????????? 4 智能照明????????? ???????????????????? 5 2 開關穩(wěn)壓電源???????????????????????????? 5 拓撲結構????????????????????????????? 5 非隔離式???????????????????????????? 6 隔離式????????????????????????????? 6 開關電源的控制方式???????????????????????? 9 電壓控制模式?????????????????????? ???? 10 電流控制模式?????????????????????????? 10 開關電源的三種調制方式????????????????????? 10 脈沖寬度調制????????????????????????? 11 脈沖頻率調制?????????????????????????? 11 混合調制???????????????????????????? 11 功率因數校正??????????????????????????? 11 開關電源未來發(fā) 展????????????????????????? 12 3 驅動電路????????????????????????????? 13 臨界導通式單級 PFC 反激式變換器原理???????????????? 13 主電路設計???????????????????????????? 14 高頻變壓器設計????????????????????????? 14 濾波電容器設計????????????????????????? 14 主開關選擇??????????????????? ???????? 15 整流輸出二極管設計??????????????????????? 15 控制電路設計??????????????????????????? 16 調節(jié)電路???????????????????????????? 16 并機均流電路?????????????????????????? 16 保護電路???????????????????????????? 16 誤差放大補償網絡???????????????????????? 16 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （ 論 文 ） 第 Ⅱ 頁 共 Ⅱ 頁 2 4 智能照明 控制???????????????????????????? 17 單片機?????????????????????????????? 17 單片機的選擇?????????????????????????? 17 ． 2 晶振電路???????????????????????????? 19 熱釋電傳感器及處理電路?????????????????????? 19 菲涅耳透鏡??????????????????????????? 19 熱釋電紅外傳感器???????????? ???????????? 20 信號處理電路?????????????????????????? 20 遙控與手動模塊?????????????????????????? 22 遙控發(fā)射電路?????????????????????????? 22 遙控接收電路?????????????????????????? 23 手動調光???????????????????????????? 24 光控與時空模塊?????????????????????????? 25 光照檢測模塊?????????????????????????? 25 光控與時控的實現???????????????????????? 25 繼電器輸出模塊?????????????????????????? 26 結論???????????????????????????????? 27 致謝???????????????????????????????? 28 參考文獻?????????????????????????????? 29 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 30 頁 1 緒論 前言 全球能源緊缺是當今世界的熱議話題 也是各個國家不得不面對的同一問題 ， 所以節(jié)能 一直 是全球共同商討 需要解決 的問題。 畢業(yè)設計說明書（論文） 作 者 : 學 號： 學 院 : 電子與電氣工程學院 專 業(yè) : 自動化 題 目 : 基于單片機的 LED智能照明驅動及控制系統 硬件部分 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 摘要 摘要 ： LED（即發(fā)光二極管） 為 半導體二極管 的一種，是一種能夠將電能轉變成 光能 的工具 。 最終本次設計實現了 LED 智能照明驅動及控制系統的硬件達成，而且系統運行良好，結果表明各項功能及參數均滿足本次設計要求。 LED 燈由驅動電路、控制電路以及 LED 陣列組成，其中驅動電路尤為重要，因為它直接關系著 LED 燈具的使用壽命和電能的利用率。 不僅如此，我們還將研究如何在無人為因素的情況下實現智能照明，當然人為有效控制手段也必不可少。而使用智能照明系統則極大地提高了管理效率， 不用擔心有人遺忘關燈，智能照明時代的到來將會 使人們的生活更加舒適。圖 12 是發(fā)光亮度隨溫度變化的曲線，由圖可知，我們需要嚴格控制 LED 的工作溫度以便于得到較高的的亮度。大致工作原理：取樣電阻在 輸出電壓 之中取樣，使其和 參考電壓 之間相互比較，之后由誤差放大器將結果放大處理，通過改變調整管導通率的大小，保證輸出電壓的穩(wěn)定。因為 LED 是電流驅動元器件，它的前向電流決定了 LED 的亮度。 2 開關穩(wěn)壓電源 拓撲結構 主回路與控制回路兩部分構成了開關穩(wěn)壓電源。 升壓式電路的輸出電壓比輸入電壓高；降壓式電路的輸出電壓則比輸入電壓低；升降壓式電路則可以根據需要輸出電壓或可以比輸入電壓高，或可以比輸入電壓低。 輸出電壓的負載與瞬態(tài)控制性是正激式變換器的電壓輸出所具備的特性，所以運行狀態(tài)穩(wěn)定，輸出電壓不會容易出現波動。為了保證這個過大的反電動勢不會擊穿各種電子元器件，所以我們于開關穩(wěn)壓電源變壓器中添加了能夠將其吸收的反饋線圈 N3 和一個削反峰二極管 D3。 U iN 1TKN 2C+DU 2U 0RI 0U e 圖 25 反激變換器的開關電源電路圖 圖 25 為反激變換器的開關電源電路圖。 開關電源的控制方式 在控制系統中，開關電源的參考電壓與輸出電壓相比較，獲得的誤差信號表明了輸出電壓偏離參考電壓的方向與程度，控制器將會根據誤差調整控制量。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 30 頁 脈沖寬度調制 脈沖寬度調制方式 (PWM)，其開關周期是恒定的，它由轉變脈沖信號的占空比方式，從而節(jié)制開關管導通的時間，用此來改變變換器中的電流，達到控制輸出功率以及輸出電壓的目的。 功率因數校正 開關電源促進了現代社會生活的極大進步，然而相應的也帶來了一些問題，例如諧波與對電網污染的問題。它于二極管整流電路中補充添加加了電感和電容等一系列無源器件。 4） 模塊化 由于分 布式供電系統的廣泛使用，電源將向模塊化方向發(fā)展。這樣將可以重復 MOS 管的接通與斷開動作，使得電流波形跟隨整流之后的電壓波形，如此可以極大減少電流產生的諧波并且提高功率因數。減小線圈繞組的厚度并加大其高度；減少匝數，使用低損耗、高 Bm磁芯；在安全的條件下，盡可能使線圈絕緣厚度??；線圈繞組 一律 采用分層式交流繞組。 濾波電容滿足下列表達式： 主開關管選擇 足夠快的開關速度、足夠大的耐壓值和足夠大的額定電流是選擇開關管的必要條件。 5）額定電壓的選取 6） 額定電流的選?。ǘ蝹日伎毡?Ds=） ,二極管中的最大電流、電流有效值分別為： 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 30 頁 控制電路設計 調節(jié)器電路 調節(jié)器會將反饋量與給定量進行運算與比較，從而得到一個控制量。臨界導通模式可以提高功率因數，它的電壓環(huán)增益曲線穿越頻率低于輸入的電壓頻率值的一半，淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 30 頁 這樣可以使得誤差放大器的輸出信號基本不變。 P0口 八位漏極開路雙向 I/O 端口。 /EA/VPP 保持低電平時及接地時，那么在此時僅訪問外部程序 存儲器 （ 0000HFFFFH）。 2.將探測區(qū)劃分為數個暗區(qū)和明區(qū)，使進入檢測范圍內的物體通過溫度變化的方式在 紅外線探測器 上產生一個變 化的紅外信號。 2 VO O 控制信號的輸出端口。 9 VC I 觸發(fā)的禁止 端口。 16 1OUT 第一級運放器的輸出端口。使用紅外信號一體化接收頭來接受紅外脈沖信號，并且能夠進行調制解調。 這 次 的 設計光控與時控相結合，光亮的時間控制將分為白天模式與黑夜模式。智能照明控制采用多種控制方法以實現智能化，通過本次設計實現了 LED 燈具 在人為控制的情況下實現可控照明，也同時考慮到 在無人干預下 LED 燈具 能夠自