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led節(jié)能燈的研究與設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2025-07-30 06:38本頁(yè)面
  

【正文】 我們相互幫助直到使設(shè)計(jì)順利完成! 最后,再次衷心的感謝在此次論文中關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)! 參考文獻(xiàn)[1] 陳永真,:機(jī)械工業(yè)出版社, [2] 周志敏,:中國(guó)電力出版社,2009 [3] 沙占友,王彥明,:中國(guó)電力出版社, [4] 靳桅,潘育山,鄔芝權(quán),:西南交通大學(xué)出版社, [5] Abraham Keith Billings Taylor Power Supply :電子工業(yè)出版社, [6] 賀益康,:科學(xué)出版社,[7] :應(yīng)用科技,2006[8] :榆林學(xué)院報(bào),2006[8] :現(xiàn)代電子技術(shù),2009 附錄一:PCB圖控制板驅(qū)動(dòng)板遙控板 附錄二:實(shí)物模塊圖驅(qū)動(dòng)器控制器人體紅外感應(yīng)器遙控器 效果演示 附錄三:?jiǎn)纹瑱C(jī)源碼頭文件定義:ifndef __ALL_H_REVISION_FIRST__define __ALL_H_REVISION_FIRST__includeincludeincludeincludeincludedefine uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine FOSC 18432000Ldefine BAUD 9600uchar code table[11]={0xff,0xe6,0xcc,0xb3,0x9a, 0x80,0x66,0x4d,0x33,0x1a,0x00}。他嚴(yán)肅的工作態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)精神,孜孜不倦的工作作風(fēng),給予了我們深深地感染力和激勵(lì)精神,使我們受了莫大的啟發(fā)。(6)最后,對(duì)樣機(jī)的整體電路指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試,并給出了電路中關(guān)鍵波形。(3)闡述了功率因數(shù)及校正技術(shù),并運(yùn)用L6561 PFC校正芯片設(shè)計(jì)了反激式驅(qū)動(dòng)電源,及AX2005設(shè)計(jì)的DC/DC級(jí)恒流電路。本文主要工作內(nèi)容如下:(1) 介紹了LED的基本原理及特性,并簡(jiǎn)要介紹驅(qū)動(dòng)方案。本文在分析LED驅(qū)動(dòng)電源關(guān)鍵技術(shù)上,利用PWM調(diào)光方式,設(shè)計(jì)了30W可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器,并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試。圖74 VD3整流二極管的電壓波形 圖75輸出電流波形 結(jié) 論LED作為人類(lèi)第四代照明光源,以其節(jié)能、環(huán)保、高效、可靠等優(yōu)點(diǎn),正在成為照明領(lǐng)域的主流光源。圖75為電路輸出電壓波形。圖 73(b)為開(kāi)關(guān)管的漏極電壓波形。 圖72 交流輸入電壓電流 MOSFET開(kāi)關(guān)管管柵極驅(qū)動(dòng)電壓波形及漏極電壓波形圖 73(a)為開(kāi)關(guān)管柵極驅(qū)動(dòng)電壓波形。表71 電源轉(zhuǎn)換效率測(cè)試結(jié)果輸入電壓(V)輸入功率(w)輸出電流(mA)效率(%)85V982110V987135V978160V984185V975220V980240V987264V983 輸入交流電壓及電流波形圖72為在220V交流輸入電壓下,電壓電流波形圖。圖71為樣機(jī)實(shí)物圖。以下主要是對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行測(cè)試。 TR0=1。 TR0=0。 } } if(key5==1)//開(kāi)機(jī) { while(key5)。 { mode=2。count=11) count。 if(count0amp。count=0) count++。 if(count=10amp。 mode=2。 mode=1。//啟動(dòng)PWM} 無(wú)線遙控STC12C5620AD處理JF24DRX接收到的無(wú)線信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)模式切換和手動(dòng)調(diào)光,由于JF24DRX內(nèi)部集成了單片機(jī)程序,所以不再需要我們編寫(xiě)程序控制,只需讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。//占空比 CCAPM0=0x42。 CMOD=0X02。//配置模塊PCA0 CL=0。輸出頻率取決于PCA定時(shí)器的時(shí)鐘源。STC12C5620AD單片機(jī)的PCA模塊可以通過(guò)程序設(shè)定,使其工作于8位PWM模式,PWM模式結(jié)構(gòu)如圖62所示。 //清結(jié)束標(biāo)志 return ADC_DATA。//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 ADC_CONTRamp。 while(ADC_CONTRamp。 _nop_()。 _nop_()。//AD控制寄存器,先打開(kāi)AD的電源 } AD轉(zhuǎn)換結(jié)果: uint Get_ADC(void) { ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDLL|6|ADC_START。 ADC_DATA=0。 AD初始化: void ADC_init(void) { P1M0=0x40。ADC由多路選擇開(kāi)關(guān)、比較器、逐次比較器寄存器、10位DAC、轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)存器、以及ADC_CONTR構(gòu)成。 圖61 主程序流程圖 光照采集本文中光照采集采用STC12C5620AD中的A/D轉(zhuǎn)換通道。 主程序系統(tǒng)主程序主要完成系統(tǒng)的初始化和模式切換及相應(yīng)的功能。本軟件設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn):自動(dòng)采集環(huán)境的光照強(qiáng)度,根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)LED的亮度,能夠接收無(wú)線信號(hào),實(shí)現(xiàn)LED手動(dòng)自動(dòng)模式的切換以及手動(dòng)調(diào)光,能夠感應(yīng)人體信號(hào)做出相應(yīng)的決策。模塊如下圖所示。 6 路可以獨(dú)一個(gè)遙控器可以任意學(xué)習(xí)一個(gè)接收模塊 的 ID 地址和數(shù)據(jù)通道,接收模塊具有學(xué)習(xí)與禁止學(xué)習(xí)功能,防止同類(lèi)遙控器非法學(xué)習(xí),應(yīng)用安全級(jí)別很高。6路可以單獨(dú)工作也可以同時(shí)工作互不干擾。接收模塊對(duì)應(yīng)的輸出端口即可輸出電平信號(hào),模塊具有輸出狀態(tài)選擇,可以選擇鎖存或非鎖存模式。 JF24D 應(yīng)用范圍有無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸,無(wú)線遙控,無(wú)線鼠標(biāo),無(wú)線鍵盤(pán),無(wú)線電子標(biāo)簽,無(wú)線遙控玩具,自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);家庭電器智能控制;工業(yè)無(wú)線自動(dòng)控制;無(wú)線自動(dòng)抄表??稍趽頂D的ISM 頻段中達(dá)到穩(wěn)定可靠的短距離數(shù)據(jù)傳輸。 檢測(cè)電路 下圖為光照檢測(cè)電路,其中R8為光敏電阻 圖58 光照檢測(cè) 無(wú)線發(fā)射接收設(shè)計(jì) JF24D簡(jiǎn)介JF24D無(wú)線雙向模塊整合了高頻鍵控(GFSK)收發(fā)電路的功能,以特小體積更低成本實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下,其阻值快速減小的特性。 圖511 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 光照檢測(cè)設(shè)計(jì)本論文采用光敏電阻作為光照檢測(cè),將采集到的電壓數(shù)據(jù)送入單片機(jī)的AD通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 紅外感應(yīng)源通常由兩個(gè)串聯(lián)或者并聯(lián)的熱釋電元件組成,這兩個(gè)熱釋電元件的電極相反,環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋電元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)相互抵消,輸出信號(hào)接近為零。 人體紅外傳感器熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場(chǎng)效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)、偏置電阻、EMI電容等元器件組成,其內(nèi)部電路框圖如圖511所示。在Ti周期內(nèi),任何V2的變化都不能使Vo為有效狀態(tài)。當(dāng)A端接低電平時(shí),在Tx時(shí)間期間任何V2的變化會(huì)被忽略,直至Tx時(shí)間結(jié)束,即不可重復(fù)觸發(fā)方式。COP3是一個(gè)條件比較器。再與運(yùn)算放大器OP2耦合,再進(jìn)行第二級(jí)放大,同時(shí)將直流信號(hào)電位提升為后,送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器,檢測(cè)出有效觸發(fā)信號(hào)。芯片特點(diǎn):1  CMOS工藝制造2  數(shù)?;旌?  具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器4  內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾5  內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器6  采用16腳DIP封裝 圖57 BISS0001引腳圖 圖58 BISS0001內(nèi)部結(jié)構(gòu) BISS0001工作原理下面以圖59來(lái)說(shuō)明,BISS0001的工作原理。 圖56 人體感應(yīng)模塊 BISS0001簡(jiǎn)介BISS0001是一款專(zhuān)用紅外信號(hào)處理芯片,高度集成化,其靜態(tài)電流極小。所以在本文中用熱釋電紅外傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。串口電路圖如下圖所示,其中P2為連接口。RS232規(guī)定接近零的電平是無(wú)效的,邏輯‘1’規(guī)定為負(fù)電平,有效負(fù)電平的信號(hào)電壓為3V~15V;邏輯‘0’規(guī)定為正電平,有效正電平的信號(hào)電壓為+3V~+15V。 圖54 電源電路和最小系統(tǒng) 串口設(shè)計(jì)串口有利于程序的調(diào)試,單片機(jī)串行口使用TTL電平,而電腦串行口采用RS232電平。 圖52 引腳圖 圖53 STC12C5620AD內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖通過(guò)以上的介紹可知STC12C5620AD自帶AD轉(zhuǎn)換,PWM脈寬調(diào)制,是一款高性價(jià)比的8位單片機(jī),有利于我們的硬件開(kāi)發(fā),減少外圍器件,節(jié)約成本。其中包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、I/O接口、高速AD轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門(mén)狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。 圖51 調(diào)光系統(tǒng)框圖 STC12C5620AD單片機(jī)簡(jiǎn)介 主要特性STC12C5620AD系列單片機(jī)是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī),是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾新一代8051單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051,但速度快8~12倍,內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路,4路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換,針對(duì)電機(jī)控制,擾場(chǎng)較大的場(chǎng)合。本文以STC12C5620AD為主控器,主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光,人體紅外感應(yīng),無(wú)線控制等功能。因此只需調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比從0%到100%,即可連續(xù)調(diào)節(jié)LED的平均電流,使LED從最亮變化到最暗。(4)利用OVP的關(guān)斷特性可以構(gòu)成PWM調(diào)光電路。AX2005過(guò)壓保護(hù)閥值電壓=,輸出電壓與關(guān)系為 (42)將=,=47K,帶入(42),可得=。為L(zhǎng)ED電流設(shè)定電阻,有公式: (41)取=,帶入(41)可得到=1A。該電路有以下特點(diǎn):圖47 AX2005構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)LED恒流(1) 輸入電壓30V輸出恒定電流1A,可以驅(qū)動(dòng)由10只白光LED構(gòu)成的燈串。主要包括啟動(dòng)電路,偏置電路,基準(zhǔn)電壓源的分壓器,鋸齒波發(fā)生器,誤差放大器,比較器,PWM比較器,PWM控制器,驅(qū)動(dòng)級(jí),P溝道MOSFET,過(guò)電流保護(hù)電路,過(guò)電壓保護(hù)電路,過(guò)熱保護(hù)電路。 圖45 AX2005引腳排列 表42 AX2005引腳說(shuō)明引腳名稱 說(shuō)明1為啟用/禁用和軟啟動(dòng)端,接芯片內(nèi)部的啟動(dòng)電路,該腳懸空時(shí)啟用AX2005,接低電平時(shí)禁用。 AX2005工作原理AX2005采用SOP8封裝,引腳排列如圖45所示。此時(shí)LED燈串的正極接地,負(fù)極流經(jīng)設(shè)定電阻接。調(diào)光頻率范圍100Hz~50KHz。AX2005還具有軟啟動(dòng)、關(guān)斷控制、過(guò)電流保護(hù)、短路保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)功能。反饋電壓的典型值僅為200mV,能降低功耗,提高電源效率。開(kāi)關(guān)頻率為300KHz,占空比可調(diào)范圍是0~100%,電源效率可達(dá)90%。AX2005有以下特點(diǎn):(1) 屬于降壓式LED驅(qū)動(dòng)器,內(nèi)部P溝道功率開(kāi)關(guān)管的通態(tài)電阻僅為。和C5構(gòu)成整流濾波電路。R8為柵極限流電阻,R9為電流檢測(cè)電阻。交流輸入電壓經(jīng)過(guò)整流橋和RR3分壓后,給L6561內(nèi)部乘法器的MULT端輸入一個(gè)正弦電壓信號(hào),C2為MULT端的旁路電容。由于在回零后不存在死區(qū)時(shí)間,因此輸入電流仍是連續(xù)的,并按正弦規(guī)律跟蹤交流輸入電壓u的瞬時(shí)變化軌跡,從而使功率因數(shù)趨近于1。在功率MOSFET導(dǎo)通期間,電感電流沿固定斜率上升,一旦達(dá)到閥值電流,電流比較器就翻轉(zhuǎn),使功率MOSFET截止,沿可變斜率下降。經(jīng)過(guò)、分壓后接誤差放大器的反相輸入端INV,送至乘法器,使乘法器的輸出電壓與成正比,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。電流比較器的輸出接PWM控制器。內(nèi)環(huán)反饋是將橋式整流輸出的線電壓(半周期的正弦波電壓)通過(guò)、分壓后輸入到乘法器輸入端MULT,作為正弦波電壓基準(zhǔn),使輸入電流能實(shí)時(shí)地跟蹤線電壓的變化
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