【正文】 81O O K / 1%R 49溫度傳感器+ 5VA R ?O P A M PR2R E S 2R1R E S 2+ 15 15 圖 溫度檢測電路 亮度檢測電路 下圖 。由于兩端的電壓是微弱信號，故需要把信號放大，傳感器加運算放大器加處理器是典型的應(yīng)用電路，由于電路需要抗干擾能力強且輸入的主抗較小， 我們可以使用方向放大器。熱敏電阻的溫度曲線與電阻的大小成指數(shù)型，非線性比較高，所以在實際應(yīng)用中我們要進行線性化處理，如果溫度升高或者降低，則電阻 R49 的值將會改變，然而它兩端的電壓也會改變。地線與火線及地線與中線之間的電容可以共模高壓提供一條通道，以此來減少通道。壓敏電阻 R R3 分別并聯(lián)在地線與中線和地線與火線之間，這就為雷電帶來的共模電壓提供了一條通道。濾波電路如圖 示。接地技術(shù)主要是在設(shè)計 PCB 電路時要注意，系統(tǒng)需要用單點接地。屏蔽技術(shù)主要用于輻射干擾的抑制，對于整個 LED路燈系統(tǒng)來說，因為它的工作頻率不高，所以輻射并不強烈，主要考慮傳導(dǎo)干擾的抑制。在生活中我們抑制干擾的方法有濾波，屏蔽和接地。若果從傳播途徑上去分的話，電磁干擾又可分為輻射干擾 和傳導(dǎo)干擾。 電磁干擾有兩種模式，第一種是共模干擾，就是在地線與相線，地線與中線之間的干擾。 EMI 抑制電路和浪涌保護的設(shè)計 由于 LED 燈工作在惡劣的環(huán)境之中，有時候會遇到雷電天氣，而雷電易引起浪涌電壓，綜合各方面的考慮，我們選擇壓敏電阻。第二個是 PFC 單管反激開關(guān)電路用于將交流電壓轉(zhuǎn)化成 24V 的直流電壓，以致驅(qū)動 LED 燈。 STC 12 C 5410 AD 單片機溫度傳感器模塊光傳感器模塊時間傳感器模塊LED 故障檢測輸出電流控制器PFC 單管反激開關(guān)電源LED 燈EMI保護浪涌保護器AC 220 v 圖 系統(tǒng)框圖 該控制系統(tǒng)主要有兩個部分組成。但是我們的LED 路燈多紋波的要求并不算高，如果把開關(guān)電源的電容容量設(shè)計的比濾波電容的容量小一點， 這就可以減小電壓紋波的輸出。這個技術(shù)的主要思路就是把直流和交流變換器和源 PFC 變換器合二為一，它們用同一個開關(guān)，并且用同一個控制電路，因為功率的實現(xiàn)是一次性變換，因此能夠得到比較高的可靠性和效率。如果采用兩 PFC 控制，這將很難達到技術(shù)要求。 下圖 是L6562 芯片單管反激式電路的等效控制環(huán)的方框圖。當(dāng)功率因數(shù)升高時會導(dǎo)致較高的紋波。理論上來看，我們用反相放大器就行了，但是在我們實際應(yīng)用的過程中，負載會發(fā)生變化 ，電壓也會浮動，這些就要求放大器對這些情況能夠快速響應(yīng)，但是因為電源功率部分的響應(yīng)是很慢的，這就把這個問題變的復(fù)雜了，因此反饋設(shè)計是一個難題。 反饋環(huán)路設(shè)計原理 負反饋是開關(guān)電源和線性電源 的核心部分，它可以使電源輸出保持一定。GD：是 MOS 管的驅(qū)動信引腳，為了避免驅(qū)動信號的震蕩，因此在 MOS 管極和 GD 引腳之間接一個電阻，而電阻的大小有實際工作的電路去決定。電阻的選取應(yīng)該保證電流不會超過 3mA。 CS：這個引腳是芯片內(nèi)部的 PWM 比較器的反相輸入端口，可以通過電阻來 測試 MOS 管的電流 。 INV：這個引腳是輸出電壓過壓保護輸入端和電壓誤差放大器的反向輸入端 。下圖是 L6562 的引腳圖。 L6562 的 THD 最優(yōu)化電路 由于 THD 的惡化，所以在 L6562 內(nèi)部乘法器 單元中，嵌入了 THD 最優(yōu)化 13 電路。 含有低啟動電流，而且含有截止功能。 內(nèi)部有低通濾波器，可以減少 PCB 面積和元件的數(shù)量。但是因為它的電流峰值高，所以它只是應(yīng)用在小功率場合。 當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通后，那么整流管就會反偏不通，輸出電容會以輸出電流放電，所以電壓為： FC DIV OOP ?? ? （ ） PFC 控制芯片 L6562 L6562 芯片是電流式的 PFC 控制器，它采用的 是 PWM 控制技術(shù)，就是導(dǎo)通時間相對固定而已，可以通過改變頻率實現(xiàn)對 PWM 的控制。在連續(xù) 模式與斷續(xù)模式分界時候的模式，即當(dāng)電流輸出為零，開關(guān)管就又會導(dǎo)通，中間沒有延時情況，這就是過度模式。這個時候的變壓器的次級電壓為上負下正 ，二極管會反偏 ；次級沒有電流輸出。圖 是單管反激式變換器，圖 單管反激式變換器是初次級電流波形。 最后輸出的部分通過電路反饋傳給控制電路，以此控制 PWM 的占空比，而控制 PWM 的占空比采用的是脈寬調(diào)制原理，它是通過改變脈沖序列的周期來調(diào)節(jié)它的頻率的，改變脈沖 的寬度或者占空比可以調(diào)節(jié)電壓的大小，采用比較適當(dāng)?shù)目刂品椒ň涂梢允诡l率宇電壓協(xié)調(diào)的變化。 再通過高頻信號去控制開關(guān)管，把那個直流電源加到開關(guān)變壓器的開關(guān)上。通過增多變壓器的繞組數(shù)就可以 增加輸出的電壓，這些交流電壓經(jīng)過 整流電路整流濾波之后我們就可以得到直流電壓，下圖 為開關(guān)電源的模塊組成。 調(diào)頻式和調(diào)寬式是開關(guān)電源的控制方式，在應(yīng)用中，大多數(shù)是調(diào)寬式。 隔離型也可以分為兩種：反激式和正激式。 非隔離型又可以分為三種：電壓反轉(zhuǎn)拓撲結(jié)構(gòu)，升壓拓撲結(jié)構(gòu)和降壓拓撲結(jié) 10 構(gòu)。用微處理器進行集中管理和控制，能夠反映電源環(huán)境的變化，處理器單元實現(xiàn)智能控制，可以實現(xiàn)溫度檢測、亮度檢測、故障檢測。 第五就是抗電磁干擾。開關(guān)電源有一個缺點就是噪聲很大，如果采用諧振變換技術(shù)，可以使高頻化，還可以降低噪聲。模塊化可以提高性能的可靠性，可以做成插入式，從而在出現(xiàn)故障時能夠快速更換模塊，提高了效率。并且軟開關(guān)技術(shù)的效率能夠達到 85%。因為電源小型、輕量化的關(guān)鍵就是高頻化，所以目前大家都在致力于開發(fā)新型元件，改善二次整流管的損耗，以至于保證它的小型輕量化 第二就是高性能。開關(guān)電源現(xiàn)在廣泛應(yīng)用與科研設(shè)備、自動化控制、 LED 照明燈領(lǐng)域。它是用的現(xiàn)代電力電子技術(shù)去控制開關(guān)的開通可關(guān)閉的時間比例，保持穩(wěn)定電壓輸出的一種電源。這個電壓放大器的輸出是電壓調(diào)整管的輸入，用來調(diào)整輸出電壓。它可以達到很高的穩(wěn)定度，波文也很小，并且沒有開關(guān)電源那樣的噪音與干擾。 線性電源先經(jīng)過變壓器進行變壓，之后經(jīng)過整流濾波電路得到直流電壓，還必須經(jīng)過電壓的反饋調(diào)整輸出電壓。 R S T1P 30 / R xD2P 31 / T xD3X24X15P 32 / I N T 06P 33 / I N T 17P 34 / T 08P 35 / P W M 1/ T 19G N D10P 37 / P W M 011P 10 / A D C 012P 11 / A D C 113P 12 / A D C 214P 13 / A D C 315P 14 / A D C 416P 15 / A D C 517P 16 / A D C 618P 17 / A D C 719V C C20U4 S T C 12 C 54 10 A D 圖 STC12C5410AD 9 第 2 章 LED 驅(qū)動電源原理 電源控制技術(shù)的發(fā)展方向 在過去的老時代現(xiàn)行電源還占據(jù)這半壁江山。 定 時器：該單片機共有 4 個 16 位的定時器 。 工作溫度的范圍： 070 度 /40 度 — +85 度 。 工作頻率范圍： 040MHz,實際工作頻率可達 48MHz。 STC 具有如下主要性能： 低功耗：它有掉電模式和空閑模式，這可以大大節(jié)省能耗 。 這款單片機也是以 51 系列為內(nèi)核的單片機，它是低功耗、高速、抗干擾的51 系列的新一代單片機，他的指令也完全兼容 51 的指令，可是它的速度卻比 51快 8 到 12 倍，他的內(nèi)部有 4 路 PWM，對于開關(guān)的控制，具有很強的優(yōu)勢。它與電腦中的微型處理器相比，它更加強調(diào)簡潔和節(jié)約成本。因此 LED 驅(qū)動電源需要有抑制浪涌的功能，以保護LED 能夠正常運行。所以我們要加強這方面的保護是非常必要的。 第三就是要在恒流電源的輸出中楊總增加 LED 溫度的負反饋，這樣可以防止LED 燈的溫度過高，以保證 LED 路燈的正常運行。 第二就是工作效率不高。因此的、一大部分的輸入電功率都是轉(zhuǎn)化為熱。 LED燈沒有采用 硅材料，它們采用的是非常特殊的材料。傳統(tǒng)的恒壓電源會導(dǎo)致 LED 的光衰加大，壽命就會減小。但是在如今市場非常發(fā)達的情況下， LED 產(chǎn)品非常的多，質(zhì)量也沒有一個保證。如果我們需要一款非常好的電源，那我們就必須考慮各個方面的因素。 LED 路燈不想普通家用的白熾燈可以直接接到家用 220V 的電源上， LED 是低電壓驅(qū)動的，必須要設(shè)計復(fù)雜的電壓變換器不同功能的： LED 燈，我們需要配備不同電源適配器，就像手機的充電器一樣，不同的手機就需要 不同的適配器。 因為 LED 是由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的，所以它的靈敏度非常的高，而且有負溫度特性，所以在使用的過程中需要穩(wěn)定 LED 的工作狀態(tài)和對其保護，因此產(chǎn)生了驅(qū)動這一概念。 第二， 高性能的驅(qū)動電源對 LED 路燈發(fā)光環(huán)境有一定的幫助，給 LED 燈提 供一個很好的熱環(huán)境，不僅能提高驅(qū)動電源的使用壽命，而且也能降低 LED 路燈的光衰，從而很大程度上提高 LED 路燈的壽命，以至于達到各方面性能的要求。 LED 驅(qū)動電源特點及介紹 驅(qū)動電源是 LED 路燈中很重要的一部分，它的發(fā)展歷程將是 LED 行業(yè)發(fā)展的一個重要里程碑。展望未來，我們對于 LED 路燈的發(fā)展前景還是挺有信心的?，F(xiàn)在 LED 發(fā)展也不是一帆風(fēng)順，它也存在著許多的難點：第一個就是 LED 路燈的成本還比較高。 LED 路燈并不是一件很容易的事情。對于 LED 有三個實事求是的評價：第一個就是 LED 是一種很有前途的光源，第二就是 LED 在顯示照明方面已經(jīng)顯現(xiàn)出它的優(yōu)越性，而且還要在其他方面發(fā)出強勁的勢頭。第四個就是 LED 的成本還比較高，目前還不能大范圍的推廣。第二就是 LED 的性能指標還不能達到路燈照明的要求。 如果要做 LED 路燈，那就要實事求是。像 LED 路燈， LED 驅(qū)動電源， LED 照明家用產(chǎn)品等等都得到了非?？焖俚陌l(fā)展。 個 LED 亮度檢測電路和溫度檢測電路，當(dāng)單片機溫度很高時可以將電流降到安全允許范圍，同時可以同步檢測 LED 的周圍環(huán)境的亮度并且依據(jù)環(huán)境亮度智能調(diào)節(jié) LED 路燈的發(fā)光亮度，這樣即可以節(jié)省了我國的能源，解決資源匱乏問題，又可以延長路燈的使用壽命，節(jié)省人力物力的費用。對于以 上這些問題，本文設(shè)計了一款高效新型 LED 路燈智能控制器，滿足了客戶群體和國家技術(shù)指標的需求。 一般意義上的電源開關(guān)電路在輸入交流電壓經(jīng)整流之后要經(jīng)過電解電容濾波，之后提供給有智能控制功能的單片機。 I 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料 題 目 名 稱： LED路燈智能控制器的設(shè)計 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評定成績： II 2021 屆 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料 第一部分 畢業(yè)論文 III 摘 要 LED 具有很大的優(yōu)勢，例如：壽命非常的長，使用環(huán)保又節(jié)省能源。我國的現(xiàn)狀是，人口密集，資源使用率低，人均能源不足，所以從長遠發(fā)展來看，我們國家必須發(fā)展 LED 路燈照明。而 LED 的亮度取決于通過本身的電流的大小，電流大小的控制又要通過控制 PWM 波的占空比來實現(xiàn)。本文的主要設(shè)計要求如下： PFC 功能的反激式 LED 路燈恒流驅(qū)動電路，取代由 PFC 升壓變換器和 DC/DC 變換器構(gòu)成的二級電路，這樣簡化了電路結(jié)構(gòu)、提高了 LED 的使用效率 LED 故障檢測電路，只要有城市路燈的一個 LED 燈壞掉，那時電路可以在一百五十毫秒內(nèi)檢測出這個故障，并且將電路的輸出電流降到 LED 路燈安全允許程度，以保證其它 LED 燈工作在安全電流范圍之內(nèi)，保證 LED 路燈正常運行。 關(guān)鍵詞： LED 路燈，溫度檢測，亮度檢測，開關(guān)控制，恒流控制 IV ABSTRACT LED has a great advantage .For example, long service life, more environmentally friendly and energysaving. The cur