自动控制高效节能恒流LED路灯.docx
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自动控制高效节能恒流LED路灯
自动控制高效节能恒流LED路灯
摘要
自动控制高效节能恒流LED路灯，主要针对目前LED电能利用效率低，输出电流较小设计的。
本恒流LED路灯可以实现2.5A以上的大电流输出电流，输出恒流可调，并且可以测出LED路灯上的电流、电压、温度和路灯的工作状况，可以实现路灯和主控台（PC机）之间的通信，主机可以根据夜晚车流情况分不同时间段设定路灯亮度。
根据实验结果该自动控制恒流LED路灯效率可以达到91%以上，能够实现各项数据的自动检测。
关键词：
高效节能；大功率；恒流可调；设定亮度；自动检测
1设计背景
路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯360度发光，光损失大的缺点造成了能源的巨大浪费。
当前，全球的环境在日益恶化，各国都在发展清洁能源。
而随着国民经济的高速增长，我国能源供需矛盾日渐突出，电力供应开始存在着严重短缺的局面，节能是目前所急需解决的问题。
因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的LED路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
道路照明与人们生产生活密切相关，随着我国城市化进程的加快，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。
随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年内具有最好的市场前景，将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。
但是，由于LED灯存在着诸多技术瓶颈问题，使得这种“绿色照明”的高效节能、寿命长的优势未充分发挥，特别是LED路灯尚未完全被市场接受。
LED灯节能性是是显然的，但尚需提高LED灯电源效率问题。
效率越低、发热越厉害。
我们通过对已损坏的LED路灯解剖分析，其中80％是电源的损坏而导致的，电源的损坏主要是热应力所致。
在目前的状况下，电源出现问题是无法维护的，只能整灯更换，除了带来高额成本外，维护的难度也较大，给用户带来了麻烦。
2设计原理
2.1总体设计框架
2．2主要模块的电路图设计
图2.1HV9910B控制的BUCK电路模块
单片机通过HV9910B的5脚，输出不同占空比（D）的PWM信号来控制的LED路灯的亮度，通过R7和R8的并联电阻设定输给LED路灯的电流。
图2.2半双工通信LM1893电路模块
单片机和路灯之间以用电源线作为传输线，以LM1893作为中介实现单片机和恒流源路灯实现电压、电流、灯泡温度以及工作状况信息的交换，还可以实现单片机对路灯亮度的控制。
图2.3单片机控制电路模块
单片机是实现控制的核心，单片发出PWM信号实现对路灯亮度的控制，单片机读写路灯反馈的电压、电流、温度信号并作出相应的处理，单片机还可以实现和主控制台（PC机）之间的通信。
3PCB板
4恒流源LED路灯实物
图4.1自动控制恒流源模块
图4.2LED灯
图4.3工作中的自动控制恒流源
图4.4工作中的自动控制LED路灯
5实验数据
占空比
输入电压
输入电流
输出电压
输出电流
效率
0.9
27.8V
2.114A
25.028V
2.21A
94.12%
0.659
37.8V
1.539A
24.9V
2.13A
91.17%
0.803
31V
1.835A
24.9V
2.12A
92.8%
0.864
58.9V
1.98A
50.9V
2.177A
95.2%
6LED的发展前景
关于LED未来的标准主要在这三个方面发展：
节能、环保、健康。
LED与传统光源是不一样的，光源定向发光、高亮度、长寿命。
LED照明的未来要基于人与光环境的要求设计，而且要突破传统光源的框架设计。
未来的半导体照明是安全、健康的，此外更要讲究效率，LED要与一般光源竞争，除了效率还应提供人们更关心、更需要的性能要求，这是非常重要的。
自动控制高效节能大功率恒流源LED路灯模块具有较高的电能利用率，可以实现自动控制LED路灯亮度，实现路灯电压、电流、温度以及路灯工作状况的自动检测，能够实现路灯和控制台的及时通信，可以根据夜晚的车流情况实现路灯亮度的自动控制。
我们相信此模块LED路灯电路发挥自动控制，节约电能发挥很好的作用，为国家节能减排做出贡献。
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