LED灯单火线调光电路设计

发布时间：2017-10-12 03:37

  本文关键词：LED灯单火线调光电路设计

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【摘要】：LED灯已经取代白炽灯、节能灯等传统的电光源走进百姓日常生活中,在节能的理念倡导下,LED灯亮度调控成为现阶段研究的热点。目前,LED灯亮度调节最为常用的是遥控和数字调控两种方式。其中遥控方式需要使用遥控器对LED灯进行调控,遥控器管理麻烦,成本较高；数字调控方式虽解决了遥控方式的缺点,但需要重新铺设电缆线,工作量大且成本高。此外,目前还有一种使用墙面开关单火线调控LED灯亮度的方式,但只具备四挡光亮度可调,并不能够完全的满足人们的需求。论文提出一种微控制器LED灯亮度单火线调节电路方案。该方案由LED灯亮度控制信号给定模块、亮度控制信号接收转换模块和亮度控制调节驱动模块组成。LED灯亮度控制信号给定模块安装在墙面开关内,串联在给LED灯供电的相线回路上,由两个按钮开关分别与两个二极管正反向串联,形成的亮度增加控制、亮度减小控制电路,再与双向触发二极管、双向触发晶闸管组成的移相控制电路并联组成。两个按钮开关分别控制交流电压正半波和负半波来产生LED灯亮度改变信号；当断开亮度增加按钮开关、闭合亮度减小按钮开关时,正半波产生移相角,形成亮度增加信号,亮度控制信号接收转换模块中的微控制器接收该信号,并将其转换为LED灯亮度增加驱动信号,控制LED灯亮度增加；当断开亮度减小按钮开关、闭合亮度增加按钮开关时,负半波产生移相角,形成亮度减小信号,微控制器接收该信号并将其转换为LED灯亮度减小驱动信号,控制LED灯亮度减小。论文还提出另一种使用数字电位器的LED灯亮度单火线调节方案。该方案的LED灯亮度控制信号给定模块由两个按钮开关分别与两个二极管正反向串联后再并联组成,由两个按钮开关分别控制交流电压正、负半波缺失的方法形成亮度控制信号。当断开亮度增加按钮开关、闭合亮度减小按钮开关时,交流电负半波缺失产生的亮度增加信号被亮度控制信号变换模块中的数字电位器接收并增大亮度控制电压；当断开亮度减小按钮开关、闭合亮度增加按钮开关时,交流电正半波缺失产生的亮度减小信号被数字电位器接收并减小亮度控制电压；亮度控制电压与三角波发生器产生的三角波进行比较产生PWM信号,进而控制LED灯亮度。微控制器LED灯亮度单火线调节电路中,LED灯亮度可以在0%～100%之间改变,具有无级调光功能。数字电位器LED灯亮度单火线调节电路中,选择64位数字电位器时,亮度能够在0.8%-99.2%之间,以步进值1.59%改变,具备多级调光功能。微控制器LED灯亮度单火线调节电路中亮度控制信号导通角大,谐波小；数字电位器LED灯亮度单火线调节电路中亮度控制信号正半波或者负半波缺失,谐波大；但由于发送亮度控制信号的时间很短,因此,两种方案对电网的谐波干扰影响都很小。两种方案均采用单火线控制,无需重新铺设电缆线,电路装置体积小,设计简单,成本较小。
【关键词】：LED灯 单火线控制 可调光 PWM脉冲
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 LED灯发光原理和特性12-15
• 1.4 主要研究内容与论文结构安排15-17
• 第二章 LED灯亮度调节和驱动方式17-26
• 2.1 LED灯亮度调节方式17-20
• 2.1.1 线性调光方法17-18
• 2.1.2 模拟调光方法18-19
• 2.1.3 PWM调光方法19-20
• 2.2 LED灯亮度控制方法20-22
• 2.2.1 遥控方法20-21
• 2.2.2 数字控制调控方法21-22
• 2.2.3 单火线开关通断调控方法22
• 2.3 LED灯驱动电路22-26
• 2.3.1 驱动电路的注意事项22-23
• 2.3.2 恒压驱动23-24
• 2.3.3 恒流驱动24-26
• 第三章 微控制器LED灯亮度单火线调光电路26-38
• 3.1 微控制器LED灯亮度单火线调光方案26
• 3.2 亮度控制信号给定模块电路26-28
• 3.3 亮度控制信号接收转换模块电路28-32
• 3.3.1 MSP430G2553内部结构及其工作特性29-30
• 3.3.2 亮度控制信号接收转换模块电路30-32
• 3.4 亮度控制调节驱动模块电路32-35
• 3.4.1 亮度驱动芯片MAX16822内部结构及其工作原理32-34
• 3.4.2 LED灯亮度控制调节驱动电路34-35
• 3.5 LED灯亮度控制调节软件设计35-38
• 第四章 数字电位器LED灯亮度调光电路38-49
• 4.1 数字电位器LED灯亮度单火线调光方案38
• 4.2 亮度控制给定信号模块38-39
• 4.3 亮度控制信号变换模块39-44
• 4.3.1 DS1809内部结构和工作原理40-41
• 4.3.2 亮度控制信号变换电路41-44
• 4.4 亮度调节驱动模块44-49
• 4.4.1 亮度驱动芯片HV9910内部结构及其工作原理45-46
• 4.4.2 LED灯亮度调节驱动电路46-49
• 第五章 系统测试49-56
• 5.1 微控制器LED灯调光测试数据分析49-51
• 5.2 微控制器LED灯调光电路优缺点分析及其优化方案51
• 5.3 数字电位器LED灯调光电路测试数据分析51-54
• 5.4 数字电位LED灯调光器电路的优缺点以及优化方案54-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 本论文工作总结56
• 6.2 未来工作展望56-58
• 参考文献58-61
• 附件一 微控制器LED灯调光电路原理图61-62
• 附件二 数字电位器LED灯调光电路原理图62-63
• 攻读学位期间主要的研究成果63-64
• 致谢64

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本文编号：1016441