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大功率LED智能化照明控制系统设计
发布时间:2014-12-05 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]摘要：在绿色照明领域，既要体现节能，又要具备较高的佛山电感器光效，大功率LED驱动设计显得越来越重要。针对大功率LED的特性，研究设计了适用于不同参数指标的白光LED的驱动与控制系统。该系统以单片机C8051F040为核心，结合外围电路，用数字控制技术代替模拟电路控制，对大功率LED的恒流驱动电流进行高精度控制，以及对LED亮度进行自动调节控制，实现了多种大功率LED智能化照明。
关键词：大功率LED；恒流驱动；C8051F040；智能化照明引言
随着LED技术的不断发展，推动了白光LED的问世，照明产业开始了绿色照明时代。由于LED能耗少、热辐射低、发光效率高，是一种节能、环保、经济、安全的新型照明器件，因此，加快技术研究并提高其发光效率成为当今首要问题。大功率LED要成为照明业的主体，其中安全、高效的驱动研究是推广应用大功率LED的关键。1 大功率LED工作特性
LED是一种新型半导体固态冷光源，它是一种能够将电能转化为可见光的光电器件。一般来说，大功率LED的功率至少在1 w以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W和10W；被称为“绿色光源”的LED，正朝着大电流(300 mA～1．4 A)、高效率(60～120 lm／W)、亮度可调的方向发展。
(1)伏安特性
大功率LED是低电压、大电流的驱动器件，当LED电压变化很小时，电流变化很大。当正向电压超过某个阈值，即通常所说的导通电压之后，可近似认为，IF与VF成正比，如图1所示。
(2)光特性
根据LED的发光原理，LED的发光亮度基本随LED的电流正向变化。控制大功率LED的发光亮度，实质是控制它的输出光通量。
(3)温 度
LED正向电流的大小也是随温度变化而变化的。环境温度一旦超过某一值，白光LED的容许正向电流会大幅度降低。在此情况下，如果仍旧施加大电流，很容易造成白光LED老化。图2是LED的温度与正向电流关系曲线。
2 系统方案设计
光源系统的稳定性与驱动电源有很大的关系，瞬态的电流或电压尖峰等许多因素都很容易对其造成损坏。驱动电源的性能直接影响整个光源系统的工作寿命、稳定性等性能。大功率LED所需的驱动电源为直流的低电压，所以传统上用以驱动灯泡(钨丝)、日光灯、节能灯、钠灯等光源的电源并不适合直接驱动大功率LED。根据以上大功率IED特性，VF的微小变化会引起较大的IF变化；电流过强会引起LED光的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度；温度升高时LED的势垒电势降低，电流会越来越大。因此采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿插件电感器命和光衰，故超高亮LED通常适宜采用恒流源驱动。另外，要提高发光的效率，设计具有完善、可靠的保护功能的LED驱动系统，具备自动控制与检测的智能型LED驱动成为技术发展的必要途径。本文采用硬件电路设计和软件程序设计相结合的方法，以单片机为核心，通过负反馈调整输出电流以达到稳定的目的，从而完共模电感器成亮度可调的适合于多种大功率LED的智能驱动系统，使系统的性能得到很大的改善和提高，有效地解决了光源输出稳定性和可靠性的问题。系统原理框图如图3所示。
2．1 可控恒流源
图4是系统中用到的恒流源电路。该电路属于电流串联负反馈的拓扑结构，由集成运放和MOS管构成。为了实现可调恒流源控制，在运算放大器的同相输人端引入由D／A输出的可调电压信号Vin，使其成为受控恒流源。在反向输入端连接采样电阻R。恒流源的输出电流直接取决于D／A的输出电压和采样电阻R1的比值，用公式表示为：Is=Vin／R。
集成运放了LM358内部包括2个独立的、高增益的、内部频率补偿的运算放大器，具有高增益、失调电压影响小、3～30 V的宽电源电压范围，且可用作电压跟随器。运放配合MOSFET RF830通过反馈跟随输入电压Vin，功率MOSFET的基极与运放的输出级相连，用来增加驱动电流。当LM358的同相端输入电压恒定时，由于负反馈的存在，保证了LM358输出电压恒定，从而使流经LED负载的电流为恒定电流。本设计是在0～30 V电源供电的条件下，调节电流源的输入电压Vin从O～2．4 V变化，控制恒流源电路得到O～2．4 A的电流输出，由此可计算采样电阻的阻值应该为lΩ大电流电感Q来保证所需的恒流数值。基于DSP的光纤光栅解调系统的电路设计0 引言光纤布拉格光栅传感器(FBGS)是用光纤布拉格光栅(FBG)作敏感元件的功能型光纤传感器，可用于直接检测温度和应变，以及与温度和应变有关的其他许多物理量和化学量的间接测量。在光纤布拉格光栅传感
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