L 企业招聘
Listing
联系我们 | contacts us
电话:
邮箱:
QQ:
地址:凯发k8娱乐官网下载商贸公司

您现在的位置:主页 > 企业招聘 >

多路照明LED调光控制电路的规划

2018-09-22 15:51

  多路照明LED调光控制电路的规划

  现在,多路照明LED 正在被广泛的使用,但每个LED 都是配有一个独自的驱动源,为了能够操控多路LED 的合作作业,所以进行了实验研讨。实验选用的办法是:核算机给单片机宣布调光信号,调光电路中经过CD4067 来进行多路挑选,单片机发作PWM 调理电流值,其间调光电路又选用了调停作业电流办法和脉宽调制办法两种办法。经过实验研讨,论述了多路调光操控的原理,证明了两种调光办法的可行性,得出了整个电路输入输出联系,然后能够详细操控多路LED 的亮度。

  1 导言

  照明技能在曩昔的一百多年里, 阅历了三个重要的开展阶段:白炽灯、荧光灯和HID 灯。LED 因为环保、寿命长、光电功率高级许多长处, 近年来在各行业使用得以快速开展。白光LED 的发光特性有这样的特色:白光LED 发光强度由驱动电流决议。当LED 两头电压发作动摇时, 流过发光二极管中的电流改动较大, 而发光二极管的发光强度等比驱动电流, 因而驱动电流的好坏直接影响LED 的发光质量。

  许多当地的照明LED 都是多路LED 来一起作业的,而且为了能够完成节能和合作调光消除暗影的意图,需求对多路LED 进行调光,文章给出了一种操控多路调光的办法。

  2 整个体系的规划思路

  图1 为整个体系的规划结构图, 核算机经过串口通讯发送调光信号, 单片机接收到信号之后, 经过内部运算, 发作操控信号并发送给调光电路, 调光电路再把驱动信号发送到多路照明LED,完成核算机操控多路LED的亮度调理。其间多路调光电路的规划是本篇的要害,多路调光选用的是C 言语编程,先是在Proteus 中仿真,然后建立实践电路。

  

图1 体系结构图

  

图1 体系结构图

  3 多路调光电路的规划

  3.1 多路操控的规划

  多路操控办法: 多路的操控是选用十六选一模仿开关CD4067 来完成的,CD4067 的引脚如图2 所示。当需求调理某一支路的时分, 只需选通此支路进行调理就行了, 此刻, 其它支路不受影响。实验中选用两个CD4067,一个作为操控各个支路的传输途径,另一个作为反应信号的传输途径。两个开关一起选通一个支路,而且只能选通那一路。

  3.2 调光电路规划

   因为LED 的亮度与正向电流成正比,因而选用调理电流来改动亮度。经过调理电流来调理LED 亮度的办法有两种: ( 1 ) 调理作业电流办法。( 2 ) 脉宽调制(PWM)办法。

  3.2.1 调理作业电流办法

  

图2 调理作业电流办法的多路操控流程

  

图2 调理作业电流办法的多路操控流程

  如图2 所示,单片机给十六选一的芯片CD4067 送去PWM 信号,CD4067 呼应单片机所宣布的信号,选通后边对应的支路,把PWM 信号经过RC 积分电路发作一个电压作为场效应管2SK1058 的栅极电压,因为场效应管2 S K 1 0 5 8 的电流是由栅极电压操控的, 所以LED 的电流是由单片机发作的PWM 信号操控的。为了完成安稳输出, 电路中添加了一个反应电路, 这个反应电路的给定值就是单片机操控数模转换器发作的给定电压值。

  3.2.2 脉宽调制办法

  脉冲宽度调制(PWM)办法:经过人眼不易发觉的频率快速开关LED,给人一种LED 总是亮的假象。开关时间比率决议了流过LED 的均匀电流,然后决议了其亮度。脉宽调制办法和调理作业电流办法的首要区别是,没有选用RC 积分电路,选用IFR830 替代2SK1028,经过快速操控IFR830 的通断,使得LED 电流是一个幅值稳定, 频率很快的脉冲电流, 这样LED 的均匀电流决议了LED 的亮度,操控流程如图3 所示。

  

图3 脉宽调制办法的多路操控流程

  

图3 脉宽调制办法的多路操控流程

  4 实验剖析

  因为选用两种调光办法, 所以实验计划依照依据两种调光办法的多路操控来进行。

  4.1 依据调理作业电流办法的多路操控

  因为CD4067 芯片能够带动十六个支路,做实验的时分取代表性的三个支路进行操控, 经过设置三个支路的电流值, 使这三个支路到达各自的亮度。可是因为不知道LED 电流值也DAC0832 输入值之间的联系,所以进行实验得到它们之间的联系,山东省图书馆现面向全社会各界公开 然后就能够对通讯接口进行编程, 使得核算机界面的输入值能够和LED 电流对应上。

  

图4 驱动波形

  

图4 驱动波形

  在核算机操作界面上,对榜首路的DAC0832 输入为100, 第二路为200, 第三路的电流值为255,测得对应支路LED 的电流值为54mA、106mA、134mA,对应2SK1058 的驱动波形别离图4 所示。

  能够看出,跟着DAC0832 输入的增大,PWM 的占空比越来越大, 对应的LED 电流值也在不断增大。为了得到它们之间联系, 经过不断改动程序的办法, 来测验多个DAC0832 的输入和要害点电压值(考虑到0~100之间为非线性区, 所以从100 开端取值) ,测得的数据如表1 所示。

  

表1 丈量得到N-I 数据

  

表1 丈量得到N-I 数据

  

 

  绘出N 和I 之间的近似联系曲线, 如图5 所示。从图中能够看出,DAC0832 的输入和LED 电流值是根本上成正比例联系的, 能够近似得到他们之间的联系:Y=0.53X+1.09,其间Y 表明LED 的电流值,单位为mA,X 表明DAC0832 的输入N.依据这个联系,咱们能够设定程序, 使得在核算机操作界面上输入值转化为对应的DAC0832 值,这样就能够操控LED 的电流,在很宽的范围内调理LED 灯的亮度。

  

图5 N-I 曲线

  

图5 N-I 曲线

  4.2 依据脉宽调制办法的多路操控

  相同,考虑到CD4067 是十六选一开关,没必要对十六路进行操控, 拟定选用三个支路来代表整个电路的操控进程。因为操控办法的不同,那么决议LED 亮度的也不相同,依据脉冲操控的办法是由LED 的均匀电流来决议亮度的。经过编程,设定PWM 波的频率为1KHZ,榜首路的占空比为0.2, 第二路为0.4, 第三路的电流值为0.6,经过丈量与LED 串联在一起的5 欧姆电阻上的电压,就能够得到LED 的电流波形,然后能够看出LED的均匀电流。波形别离如图6 所示:

  

图6 驱动波形和限流电阻上电压波形

  

图6 驱动波形和限流电阻上电压波形

  图中,1 通道是PWM 波形,2 通道是5 欧姆电阻电压波形, 能够看出, LED 的电流幅值IM 为0.65/5=130mA 是不变的,而且LED 电流的占空比和PWM 驱动波形的占空比是相同的, 所以得出公式:LED 均匀电流I= D*IM,其间IM=130mA.所以能够经过在核算机操作界面设定占空比来, 传送给单片机信号, 单片机相应而且操控LED 的亮度。

  4.3 两种办法的比较

  经过这两种办法都能够完成多路操控, 而且能够到达实验意图, 不同点是两种办法的输入操控量不同,不过, 经过屡次实验能够发现, 在不断的调理进程中,前者电路中LED 电流呈现色衰现象,而后者中LED 仍然宣布对应电流的白光, 所以第二种办法能够得到广泛的使用。

  5 结束语

  本次实验选用核算机操作界面操控调光电路、单片机输出PWM 的办法,而且结合芯片CD4067,完成了对多路LED 电流值巨细的操控,其间选用了两种调光办法。依据这个定论,能够使用到许多处多路LED 操控的场合, 如手术灯、家用照明灯、大型室外灯光规划等。

  当然,单片机结合CD4067 能够操控多路的LED 电流,可是也存在着一些缺陷和需求改善的当地, 因为多路照明LED 作业起来功率比较大,能够在本文的电路基础上添加部分元器件,到达削减损耗的意图;因为没有基准电压脉冲幅度,单片机直接发作的PWM 波就不是很稳定,约束了PWM 波的使用范围。

  

   LEDLED照明调光操控多路照明