LED路灯智能控制器的设计.docx

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LED路灯智能控制器的设计

（2014届）

本科毕业设计（论文）资料

题目名称：

LED路灯智能控制器的设计

学院（部）：

电气与信息工程学院

专业：

测控技术与仪器

学生姓名：

班级：

测控101

学号10401600119

指导教师姓名：

周文权

职称讲师

最终评定成绩：

湖南工业大学教务处

2014届

本科毕业设计（论文）资料

第一部分毕业论文

（2014届）

本科毕业设计（论文）

学院（部）：

电气与信息工程学院

专业：

测控技术与仪器

学生姓名：

班级：

测控101

学号10401600119

指导教师姓名：

周文权

职称讲师

最终评定成绩

2014年5月

摘要

LED具有很大的优势，例如：

寿命长，比较环保又很节能。

我国的现状是，人口多，资源短缺，能源浪费严重，所以从长远发展来看，我国急需发展LED照明。

一般意义上的电源开关电路在输入市电整流之后要经过容量比较大的电解电容滤波提供给控制开关的芯片。

这就使得输入电流是一个尖脉冲。

这个脉冲含有很高的谐波分量，造成电量的严重浪费和功率因素很低，而且作为一个谐波电流源会干扰电网电压，产生沿导线传播和向周围辐射的电磁干扰。

LED的亮度取决于通过本身的电流的大小。

对于以上这些问题，，本文设计了一款高效新型LED路灯智能控制器，满足了设计要求。

本文的主要设计要求如下：

1.设计一种带PFC功能的反激式LED路灯恒流驱动电路，取代由PFC升压变换器和DC/DC变换器构成的二级电路，这样简化了电路结构、提高了LED的使用效率

2.设计一个LED故障检测电路，只要有任何一个LED灯坏掉，那时电路可以在一百五十毫秒内检测出来并且将输出电流降到允许程度，保证其它LED灯工作在安全电流范围之内，保证LED路灯正常运行，延长其使用寿命。

3.设计一个LED亮度检测电路和温度检测电路，当芯片温度很高时将电流降到允许范围，同时可以同步检测LED的亮度并依据亮度自动调节LED路灯的输出亮度，这样即可以节省能源，又可以延长使用寿命，节省开支。

关键词：

LED路灯，温度检测，亮度检测，开关控制，恒流控制

ABSTRACT

LEDhasagreatadvantage.Forexample,longservicelife,moreenvironmentallyfriendlyandenergy-saving.Thecurrentsituationofourcountry,largepopulation,shortageofresources,energywasteisserious.Sofromthepointoflong-termdevelopment,bebadlyinneedofthedevelopmentofLEDlightinginChina.

Thepulsehighharmoniccomponent,resultinginseriouswasteofpowerandpowerfactorislow,butasaharmoniccurrentsourcemayinterferewiththegridvoltage,thepropagationalongthewireandintothesurroundingradiation,electromagneticinterference.ThebrightnessoftheLEDdependsonthesizeofthecurrentthroughitself.Fortheseproblems,thispaperdesignedahighefficiencynewtypeLEDstreetlampintelligentcontroller,canmeetthedesignrequirements.Inthispaper,themaindesignrequirementisasfollows:

Fortheseproblems,thispaperdesignedahighefficiencynewtypeLEDstreetlampintelligentcontroller,canmeetthedesignrequirements.Inthispaper,themaindesignrequirementisasfollows:

1.ThedesignofaflybacktypeLEDstreetlampwithPFCfunctionconstantcurrentdrivercircuit,replacetheboostPFCconverterandDC/DCconverterinthecompositionofthesecondarycircuit,whichsimplifiesthecircuitstructure,improvetheuseefficiencyofLED

2.AnLEDfaultdetectioncircuitdesign,aslongasthereisanyLEDlightstofail,thenthecircuitcanbedetectedinonehundredandfiftymillisecondsandtoallowoutputcurrentlevels,ensurethesafetyofotherLEDlightsworkinthecurrentscope,ensurethenormaloperationoftheLEDstreetlamp,prolongitsservicelife.

3.DesignanLEDbrightnessdetectioncircuitandtemperaturedetectioncircuit,whenthetemperatureofthechipisveryhightoallowcurrentrange,atthesametimecanbeabasisofsynchronousdetectionLEDbrightnessandbrightnessautomaticallyadjusttheoutputbrightnessofLEDlights,whichcansaveenergy,andcanextendtheservicelifeandsavemoney.

Keywords:

LEDstreetlamp,thetemperaturedetection,brightnessdetection,switchcontrol,constantcurrentcontrol

1.1LED路灯的发展前景

最近几年来LED路灯发展非常的火，并且其中的优秀作品。

像LED路灯，LED驱动电源，LED照明家用产品等等都得到了非常快速的发展。

下面我们来说说LED路灯。

如果要做LED路灯，那就要实事求是。

LED光源不能匆匆应用到路灯照明有几个因素：

第一个就是LED发展还不久发展还不是很成熟。

第二就是LED的性能指标还不能达到路灯照明的要求。

第三个就是LED还没有一个比较完善的智能控制电路，可靠性太低。

第四个就是LED的成本还比较高，目前还不能大范围的推广。

第五就是LED还没有一个国际统一的标准，各个公司的产品不能进行相互之间的调换，维修比较困难，成本比较高。

对于LED有三个实事求是的评价：

第一个就是LED是一种很有前途的光源，第二就是LED在显示照明方面已经显现出它的优越性，而且还要在其他方面发出强劲的势头。

第三就是对于大功率LED灯的宣传一定要谨慎，不能过于夸张，我们要把我们的能量集中在LED路灯系统的研发工作上面。

LED路灯并不是一件很容易的事情。

LED路灯有几个关键的技术指标，分别是效率、光型、光衰、寿命。

现在LED发展也不是一帆风顺，它也存在着许多的难点：

第一个就是LED路灯的成本还比较高。

第二就是一些部门的思维太过于固执，还缺乏一些关于LED了灯的配套的措施与政策，大家对于LED的认识有一个渐渐的过程，这其中包括一些科学家的认识也是经历从无到有的过程。

展望未来，我们对于LED路灯的发展前景还是挺有信心的。

当然这需要我们对于科研孜孜不倦的追求。

1.2LED驱动电源特点及介绍

驱动电源是LED路灯中很重要的一部分，它的发展历程将是LED行业发展的一个重要里程碑。

它的性能主要有以下几个方面：

第一，高性能的驱动电源就会给整个LED带来很高的效率，而效率的提高

能够满足节排的能要求，减少能源的浪费。

第二，高性能的驱动电源可以使LED路灯发的环境有很大的帮助，给灯提

供一个很好的热环境，不仅能提高驱动电源的使用寿命，而且也能降低LED路灯的光衰，从而很大程度上提高LED路灯的寿命，以至于达到各方面性能的要求。

第三，因为驱动电源能够灵敏的控制，能够改变LED路灯的工作方式，使

它满足各种照明的需求，所以可以根据环境的不同、时间的不同，实时的改变驱动电源灯电流输出。

因为LED是非常敏感的半导体元件，而且有负温度特性，所以在使用的过程中需要稳定LED的工作状态和对其保护，因此产生了驱动这一概念。

LED元件对驱动电源的技术要求非常的严格。

LED路灯不想普通家用的白炽灯可以直接接到家用220V的电源上，LED是低电压驱动的，必须要设计复杂的电压变换器不同功能的：

LED灯，我们需要配备不同电源适配器，就像手机的充电器一样，不同的手机就需要不同的适配器。

在国际的市场上对于LED的驱动电源的转化效率，有效功率，电源的使用寿命，恒流的精度，电磁兼容性的要求也是非常高的。

如果我们需要一款非常好的电源，那我们就必须考虑各个方面的因素。

这时应为电源在整个LED路灯智能控制系统中相当与人们的心脏。

但是在如今市场非常发达的情况下，LED产品非常的多，质量也没有一个保证。

因此目前我们主要面临如下几个挑战：

第一个就是驱动电源的使用寿命。

传统的恒压电源会导致LED的光衰加大，寿命就会减小。

LED灯和一般二级管有很大的不同就是它们的温度特性不同。

LED灯没有采用硅材料，它们采用的是非常特殊的材料。

大功率LED灯的工作电流非常大，并且LED灯的发光效率还比较低。

因此的、一大部分的输入电功率都是转化为热。

所以LED灯的发热很高，如果散热器的达不到要求的话，结温就会升的非常高。

第二就是工作效率不高。

当要驱动LED时其他没有输出的功率都会以热量的形式散发出去，这就造成了能量的浪费，电源的转换效率很低造成了LED路灯的节能效果达不到原来设计的要求。

第三就是要在恒流电源的输出中杨总增加LED温度的负反馈，这样可以防止LED灯的温度过高，以保证LED路灯的正常运行。

普通的LED路灯的抗涌能力较差尤其是抵抗反向电压的能力。

所以我们要加强这方面的保护是非常必要的。

有一部分LED是家用的所以在家里面，不用考虑一些其它因素，但是有一些LED灯是在户外，由于电网的开启和关闭以及雷电的干扰，这会使电网侵入各种浪涌，这些浪涌会导致LED