LED温升控制电路设计论文.doc

大功率LED温升控制电路结题报告
项目名称: 大功率LED温升控制电路设计
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摘要:被称为21世纪“绿色照明”的LED具有高效、节能、耐用、体积小等诸多优点。随着LED技术的进步,其应用场合越来越广泛。但是目前的大功率LED使用依旧面临许多问题,诸如需要设计驱动电路、LED自身发热严重,需大量使用散热器来解决散热等问题。如何设计一个高性能大功率LED驱动电路,如何更好的解决大功率LED的发热问题已成为了当前LED应用行业的热门研究。
关键词:大功率LED 单片机温度脉宽调制驱动恒流发热
一、引言:
LED照明具有耐用、高效、节能的特点,被称为21世纪的“绿色照明”。随着近年来大功率LED(特别是超高亮度白光LED)的出现,LED照明的应用越来越广泛,随着技术的不断进步将会逐步取代现有的传统照明。然而大功率LED目前发光效率不高,尚存在发热严重的问题,如果不能很好的解决发热问题,将会导致LED温度升高,引起LED发光性能、发光效率的改变、LED寿命缩短甚至烧毁LED。传统解决方案就是增加体积庞大的散热器,成本较高,直接影响了LED的应用。本项目设计出了一种大功率LED温升控制电路,能够使用脉宽调制(PWM)技术来降低LED的发热量,从而保证大功率LED正常工作,具有实用意义。
二、大功率LED温升控制电路样机原理图及实物图:
图1 大功率LED温升控制电路原理图

图2 样机PCB设计图图3 样机实物工作图

图4 样机正面视图图5 样机背面视图
根据图1可知,硬件电路主要STC单片机控制模块、电源模块、温度检测模块、LED驱动模块和温度显示模块五大部分构成。
单片机控制模块为本设计的电路中的核心模块,起到采集、分析温度数据以及输出控制信号的作用。项目中使用的是STC12C2052AD系列单片机,该款单片机具有的超强抗干扰、高速和低功耗等优点。该款单片机带有内部R/C振荡时钟,在一些对时序要求不是很高的场合可以使用内部振荡时钟,无需外接晶振,减少电路复杂程度。同时该款单片机尺寸小,提供15个通用I/O口和2路PWM输出。
图1中单片机的P1口(-)连接至74HC573芯片的数据输入端D(D8-D1),经过74HC573的锁存后输送至数码管作为段选码。,控制十位和个位的显示值,由此显示一个两位温度数值。,用于和温度传感器进行通信,实时读取检测模块检测到的LED温度,将这一温度值通过温度显示模块显示出来。同时单片机根据不同的温度值产生不同的PWM控制信号,由一路PWM输出()输出,连接至LED驱动电路的PWM输入端进行放大,从而控制LED的发热。
电源模块使用AMS1117-5芯片稳压,该款稳压芯片稳压性能好,可提供高达1A的电流。外部电源通过稳压芯片稳压出5V电压,为单片机控制模块、温度传感模块和温度显示模块供电。图6 AMS1117典型应用
温度检测模块采用DS18B20数字温度传感器。DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种数字化单总线器件。属于新一代适配微处理器的改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,它能