LED强度可调驱动电路设计论.doc

编号:
专业工程设计说明书
题目:LED强度可调驱动电路设计
院(系): 电子工程与自动化学院
专业: 光电信息科学与工程
学生姓名: 李朝庭
学号: 1300820112
指导教师: 彭智勇
职称: 高级实验师

2017年 1 月1日
摘要
随着科学技术的进步和生活品质的提高,人们对LED照明的控制水平要求越来越高。为了实现二次节能,人们希望能够实现亮度调节,自由调节灯光的明暗程度。为了营造出不同的气氛,人们希望能够实现色温调节,个性化设置灯光环境。相关研究表明,采用两个调光电源分别驱动高低两种色温的白光LED阵列,通过调节两电源的驱动电流比例能够实现色温调节,但这种方法电源可靠性较低,并且无法实现独立调光。常规色温调节方法采用两个调光电源驱动高低两种色温白光LED阵列,通过调节两种LED的驱动电流比例实现色温调节。本论文在分析了LED调节的常规方法存在的问题的基础上,利用单片机结合数字旋转编码器编程,探讨了LED灯的色温调节和亮度调节方法。
关键词:LED;色温;RGB;调光;旋转编码器;单片机
目录
引言 1
1 设计任务 2
设计题目 2
设计要求 2
2 系统的组成 3
系统的组成总体框图 3
各部分系统的功能 3
方案可行性分析论证与仿真调试 3
3
5
6
LED放大驱动模块 9
10
3 硬件设计 11
各个模块的硬件设计 11
元器件选择的依据以及元件参数的确定 13
PCB原理图与电路图布线设计 13
硬件制作 13
4 软件设计 14
PWM波产生 14
旋转编码器编程 14
亮度和色温交替的控制 15
数码管亮度和色温交替显示 15
软件总体设计 15
5 系统调试 16
电源模块的调试 16
旋转编码器输入的调试 16
数码管显示调试 16
LED驱动放大模块的调试 16
总体调试 17
6 结论 18
谢辞 20
参考文献 21
附录一元件清单 22
附录二电路总原理图 23
附录三PCB图 24
附录四单片机C语言源码 25
附录五实物图 27
引言
随节能减排已经成为当今世界重大战略性课题,LED因其节能、环保、光效高、寿命长等优点素有“绿色能源”之称,正逐步取代传统光源。随着科学技术的进步和生活品质的提高,人们对LED照明的控制水平要求越来越高。为了实现二次节能,人们希望能够实现亮度调节,自由调节灯光的明暗程度。为了营造出不同的气氛,人们希望能够实现色温调节,个性化设置灯光环境。相关研究表明,采用两个调光电源分别驱动高低两种色温的白光LED阵列,通过调节两电源的驱动电流比例能够实现色温调节,但这种方法电源可靠性较低,并且无法实现独立调光。常规色温调节方法采用两个调光电源驱动高低两种色温白光LED阵列,通过调节两种LED的驱动电流比例实现色温调节。该方法只能实现色温调节,无法实现线性调光。为此,本文在分析了LED色温调节的常规方法存在的问题的基础上,提出一种LED色温调节的新方法,与大家探讨。新方法仅采用一个 LED调光电源,在LED调光电源后仅增添几个器件即可实现LED灯具的色温调节和亮度调节且互不干扰,有利于降低了成本,提高电源可靠性,对于LED的控制具有应用价值。
1 设计任务
设计题目
设计LED强度可调驱动电路:
1)单路LED光强独立可调,不影响其它2路LED工作。
2)三路LED合成光强可调和色温可调。
设计要求
1、了解应用背景,掌握原理;
2、了解现有驱动设计方法,分析其优点和不足,并确定或设计自己方案;
3、选择RGB三色LED和电子器件,依据方案完成驱动电路设计;
4、调试好驱动电路,测试结果,并分析其特点与不足。
2 系统的组成
系统的组成总体框图
根据题目要求,LED驱动电路的基本功能拟出方案的原理方框图如下图所示:
电源
用户控制调节模块
LED放大驱动
单片机控制及显示
图(2-1-1)方案原理方框图
各部分系统的功能
电源模块:控制电路的开关,为控制模块以及LED放大模块提供不同种类的电源。
用户调节模块:接收用户的对系统的输入信号,并且将信号传输到控制中心。
控制及显示模块:根据用户输入类型向放大模块输出相应的亮度以及色温调节信号。
LED放大模块:对控制中心的输出信号进行放大,实现LED的点亮。