消防应急照明灯设计.docx

2017年安徽理工大学生电子设计竞赛
消防应急照明灯设计（B题）
参赛成员：袁孝杰 2015300217
陈梦南 2015305600
韩妞妞 2015302067
2017年5月12日
伴随城市化迅速发展，消防安全已成为公不同输入输出条件可灵活选择升压，降压，升降压等拓朴结构。 开关模式恒流驱动电路应用领域广泛。但开关模式的恒流驱动电路相对复杂，成 本较高。
3的电学特性
白光的特性与普通二极管类似，只是开启电压不同，不同材料制备的开启电 〜。处于正向工作区时，工作电流与 呈指数关系
If = Is (eqVF kT-1).
式中，为反向饱和电流；为二极管两端的外加电压；q为电子电荷；k为 玻尔兹曼常数；T为热力学温度。可长期稳定工作时的直流电流，称为额定工作 电流，此时压降称为额定电压。1W的白光，其额定工作电流350，。 允许加在两端正向电压与流经电流之积的最大值为其极限功耗，当实际功耗超过 该值时，发光特性变差，严重时会使产生结构破坏。
由的特性得知，当加在两端的电压稍有波动，都会引起电流的剧烈变化，此 时很容易使电流过大，输入功率超过其极限功耗，从而对造成不可恢复的损坏。 当工作电流值不同时，其发光强度也不同，若采用恒压驱动，则阵列应采用并联 方式连接，但是由于个体之间的参数误差，会导致各支路的电流不同，致使整列 发光强度不均匀，因此的驱动电路一般选择恒流驱动模式，相应的阵列亦采用串 联方式连接，驱动电流一般设为额定电流的7085%，以保护，达到延长使用寿命 的目的，同时也使每个的发光强度均匀一致。
具有蓄电池剩余电量检测、显示功能，警报功能
方案：单片机控制，反馈设置，显示报警
当要检测一个电池的电量时，并不能直接测量电池两端的端电压，但是我们 可以通过检测蓄电池组充放电回路的电流量，来达到检测电池组电量的目的。 采取方案为:在蓄电池组充放电回路中串接一个阻值很小的电阻，其上必有压降。 当充电时，电压值为负；放电时，电压值为止。这一电压值可以作为后接运放 321的一路输入电压，经过运算电路处理后接入46R22单片机的转换引脚，从而 将模拟电压量转换为数字电压量，在数字电压量经过一定处理后，再驱动灯来显 示蓄电池组电量的大小要实现电池组电量的采集以及显示，并且需要通过46R22 单片机来实现电压的模拟量到数字量的转换。整个系统共分三个部分：电量的检 测，电量的转换，电量的显示。

当要检测一个电池的电量时，并不能直接测量电池两端的端电压，但是我们 可以通过检测蓄电池组充放电回路的电流量，来达到检测电池组电量的目的。所 以我们在蓄电池组充放电同路中串一个阻值很小的电阻，其上必有压降。当充电 时，电压值为负；放电时，电压值为正。这个电压值直接作为后接电路的一个输 入电压，经过特定的运算处理后，可以较显著地说明充放电状态及电量的高低。

由四个电阻及一个运放321组成了一个运算电路，这个电路总共有两个输入 电压，一个是上述电阻上的压降，另一个是经稳压器处理后输出5V正电压。按 下式运算：
U = R 心2 骣.+ U
° 4 R3//R4 琪 Ri
运算后，输出电压 直接接入单片机46R22的转换接口，转换接121将输 入的模拟电压量转换为数字电压量以便于驱动灯加以显示。至此，完成了电量的 转换。

46R22单片机有四个口分别接入四个灯用以电量显示，在采集的模拟电压量 转换为数字电压量后，通过单片机控制直接驱动灯，， 蓄电池组经过稳压器处理后，还可为运放321，单片机以及显示部分提供+5V的 正向电压。而且，单片机还可以通过一个口来控制外接的电子开关，由用户编程 来控制同相加法电路的电源供给，从而实现低功耗的目的。
Uu <3ZE>
运算电路图
<+5V>
LM321
电池自动定期维护管理功能
方案：根据单片机检测电池的状态情况，日常进行状态维护，对蓄电池应定 期进行补充充电，防止过充或长时间在高温环境中运行。对蓄电池组的状态、总 电压、充放电电流、温度、各单节电池电压、剩余容量、可持续时间的参数进行 全面监测并设定报警门限。当电池欠压或输出电流过小时，单片机的指示灯会亮 起，提醒检测或更换电池。
测试
选用器件：最终根据电路设计需要和产品实用性和成本考虑，， 1300的镍镉充电电池。具有快速充放电，输出电流稳定，易于更换的特性。 常见开关控制信号产生部分大都实现了集成化，更加精简开关电源的设计，利用 芯片9910B设计适用于大功率的典型方式开关驱动电路。单片机使用46R22型单 片机。
实际测试：当市电正常时，220V