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智能照明体系LED驱动电路设计

近年来,半导体光源正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。按固体发光物理学原理,LED发光效率能接近100%,具有工作电压低、耗电量小、响应时间短、发光效率高、抗冲击、使用寿命长、光色纯、性能稳定可靠

  近年来,半导体光源正以新式固体光源的人物逐渐进入照明范畴。按固体发光物理学原理,LED发光功率能挨近100 % ,具有作业电压低、耗电量小、呼应时间短、发光功率高、抗冲击、运用寿命长、光色纯、功用安稳牢靠及本钱低一级长处。跟着LED 价格的不断下降,发光亮度的不断进步,半导体光源在照明范畴中展示了广泛的运用远景。LED的伏安特性与一般二极管的伏安特性相同,正向电压的较小动摇就会导致正向电流的急剧改动。LED正向电流的巨细会随环境温度改动而改动,环境到达必定温度,LED 容许正向电流会急剧下降; 在此情况下, 假如依旧通过大电流, 简单形成LED 老化,缩短运用寿命,因此LED 在运用过程中需求一个有恒温、恒流操控的,具有牢靠维护功用的LED驱动体系。本文介绍了一种智能LED 驱动体系的规划办法。

  恒流驱动电路

  恒流源在必定的电压和温度改动下,发生电流改动挨近于零,具有安稳电流值和很高的动态输出电阻。一般,恒流驱动电路用电子管、晶体管、恒流器材、集成电路、集成稳压器和其他元器材组成。为了合适LED 灯具的运用,恒流源不只要有较高安稳度和电流输出准确度,并且恒流驱动电路输出电流规划为可调输出。为了确保输出电流的精度,本规划选用单片机体系D /A 转化输出电压,调理恒流源输出电流,原理图如图所示。

  

  此恒流驱动电路归于电流串联负反应拓扑结构,其间LED 为负载,R6 为采样电阻。在本规划中,为了完成可调恒流源操控,在运算放大器的同相输入端引进由单片机体系D /A 输出的可调电压信号Vs,使其成为受控恒流源,也便是基准电压。在反向输入端衔接采样电阻R6。运算放大器作业在深度负反应状况,它合作功率MOS 管通过反应跟从输入基准电压Vs,功率MOS 管与运算放大器的基极相连,用来添加驱动电流。当运算放大器的同相端输入电压恒守时,因为负反应的存在,确保了输出电压的安稳,从而使流经LED 负载的电流为安稳电流。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R6 的比值。因为反应环节中运用了运算放大器,反应环路的环路增益加大,反应深度加大,恒流驱动电路的输出阻抗很大,满意运用要求。

  输出电流与输入操控电压VS直接关系, 运放失调与VS对输出电流有相同的影响, 因此输出电流的安稳性,取决于受控电压VS的安稳性及运放的失调漂移,挑选高安稳度的基准电压源作为操控电压,并选用低漂移运算放大器,是进步本电路输出电流安稳性的重要途径。电路中选用的集成运算放大器LM358,LM358内部包含有两个独立的、高增益的、内部频率补偿的运算放大器,具有高增益、失调电压影响小的长处。

  单片机恒流操控

  为了得到安稳的驱动电流,进步LED 的光安稳性。本体系通过改动恒流源的外围电压,使用电压的改动,来操控输出电流的巨细。本体系操控部分由单片机体系为中心,结合按钮输入和LED 数字显现,由A /D 采样电压通过闭环反应与输入电压相比较,进行相应调整,最后由D /A 转化输出的模仿电压,作为恒流源的基准输入电压。

  单片机硬件体系

  单片机体系主要有AT89C51、ADC0809、DAC0800、数码管、按钮等部分组成,单片机体系原理图如图5 所示。

  

  采样模仿电压输入到ADC0809 的输入端,通过ADC0809转化,输出8 位二进制数到单片机端口,单片机将得到的8 位二进制数,转化成3 位十进制数,显现在数码管上,一起将当时值与基准值相比较,由软件体系做出相应的调整操控。单片机体系软件运算输出一个8 位二进制数值,经由DAC0800完成D /A 转化,输出到DA1 端口,DA1 端口电压输入到恒流驱动电路,调整基准电压VS,完成恒流驱动电路输出电流规划为可调输出。

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