利用安森美半导体LED驱动器设计高效LED灯串

利用安森美半导体LED驱动器设计高效LED灯串

近年来，高亮度LED的应用领域不断增多，涵盖从移动设备背光、中大尺寸LCD背光、汽车内部及外部照明及通用照明等宽广范围。常见DC-DC LED照明应用包括景观照明、内部低压道路照明、太阳能供电照明、汽车照明、应用车辆照明、船舶应用、低压卤素类替代及飞机内部照明等。

安森美半导体提供DC-DC低功率 LED照明应用的多款LED驱动器，涵盖升压、降压以及升降压等不同拓扑结构，。在这系列产品中，NCL30160和NCL30161是安森美半导体较新的两款DC-DC LED驱动器。NCL30161 LED驱动器适合于宽电压应用，它可通过平均电流控制使LED 纹波电流控制在平均电流的10%，输出不需要滤波电容，而且支持PWM或模拟调光；还有一款转换器NCL30160集成了MOSFET，同样可最大限度地减少空间和成本。本文将重点介绍这两款产品的关键特性及应用设计要点。

图1：安森美半导体DC-DC LED驱动器选型决策链。

NCL30161的优势和典型应用

NCL30161是一款平均电流滞环控制模式高亮度LED降压控制器。由于LED纹波电流得到了有效的控制，输出不需要滤波电容；高达1.4 MHz频率下的工作，外围可以使用小尺寸的被动元件；通过外接电阻或线性降压给芯片提供电压，可以支持高压输入；支持脉宽调制(PWM)或模拟调光。模拟调光简单地调节LED串的DC电流，以改变LED的光输出；而PWM调光则是改变LED串中恒定电流的占空比，以有效改变LED串中的平均电流，以此实现调光。

NCL30161具有很多特色功能，如Vin输入电压范围6.3 V至40 V，可外部扩展至更高的输入电压；LED电流可通过外部电阻设定，可以在100%占空比工作；控制器不需要进行环路补偿，滞环控制可实现好的电源注入抑制和快速的负载瞬态响应；当有多串LED(如RGB)时，地端电流检测可以采用多串LED如RGB共阳连接，减少LED串的连线数量；单一管脚实现PWM调光和使能控制，调光范围宽；支持输出全陶瓷电容或无输出电容设计，使用很小的外部元件，节省空间和成本；完善的保护功能包括可调节的LED电流、LED短路保护和输入欠压保护，以及过热保护功能。

由于采用极少的外部元件，NCL30161是汽车、工业和通用照明的理想解决方案，市场和应用包括LED驱动器、恒流源、汽车照明、通用照明和工业照明。

图2：NCL30161典型应用降压LED驱动器

图2是NCL30161的典型应用降压LED驱动器的框图。可以看到，LED直接连接到输入电压，电流通过连接到地端的RSENSE设置；PWM调光和使能控制通过芯片的DIM/Enable脚实现；ROT用来设置初始关断时间。

这是一个平均电流滞环控制倒置Buck拓扑结构，外置MOSFET可以实现大电流LED驱动，连续电流模式不需要输出电容；工作频率高达1.4 MHz，可以通过外部电感进行调整。

图3是NCL30161内部框图，它由7个部分组成：内部LDO部分把输入的高电压变为5 V稳压，为内部逻辑供电，包括外部MOSFET的驱动；PWM调光和使能控制部分；MOSFET驱动部分；内部比较器峰值电流检测部分，比较电压为220 mV；谷值电流检测，内部设定在180 mV；LED 短路检测；关断时间调整。

图3：NCL30161内部框图

NCL30161的控制逻辑如下，通过检测LED的峰值和谷值电流，可以实现LED电流的滞环控制，LED的纹波电流控制在平均电流的±10%以内，由于同时控制LED的峰值电流和谷值电

流，LED的平均电流恒定，不随输入电压和串联LED数量的变化而变化。MOSFET开通时，LED 电流增加到达峰值电流220 mV时，MOSFET关断；MOSFET关断时，LED电流下降，内部关断时间定时器决定关断时间，达到定时时间，MOSFET开通时检测谷值电流并根据检测到的谷值电流调整下一次关断时间，稳态时谷值电流被控制在180 mV。

在图4中右侧可以看到NCL30161的典型电流波形，红色为MOSFET开通时的电流路径；绿色为MOSFET关断时的电流路径；右侧最下面是LED电流波形，可以看到它是连续的，且纹波电流在±10%以内。

图4：电流波形

由于MOSFET关断时没有电流，地端的电流检测电阻无法检测到电流，因此需要关断时间设定电阻ROT来设置初始的关断时间，关断时间设定电阻只在启动的时候起作用，启动结束后由内部时间关断定时器来控制关断时间。选择电阻值ROT时，首先利用等式(1)计算关断时间；然后利用(2)计算电阻值：

(1)

(2)

图5是NCL30161典型应用的能效曲线。其外部MOSFET是安森美半导体的60 V NTTFS5826。左图是300 mA输出时不同LED数的效率曲线；右图是1 A输出时不同LED数的效率曲线，可以看到整个效率是比较高的。

图5：NCL30161典型应用能效

PWM调光功能可以通过DIM/EN脚实现；图6中左图是PWM调光占空比和输出平均电流的曲线，可以看到PWM占空比和输出电流的线性度很好。右图是PWM调光信号高/低时LED电流的变化，可以看到电流的波动范围很小。NCL30161也可以通过在CS脚的R7加入一个直流偏置电压信号来实现模拟调光。这样，施加的模拟电压不同，LED电流就会变化，从而实现模拟调光，如图7。

图6：PWM调光

图7：模拟调光

由于NCL30161是在输入端连接LED串(电流检测在地端)），在连接多串LED时，LED串的阳极可以共用一条母线，LED串连线数为n+1；而上端检测LED电流的方式需要2n的连线数量，如图8。

图8：多串LED的连接

如果应用的输入电压范围超过芯片的40 V耐压，在要扩展输入电压范围时，可以在Vin端串联电阻或增加线性调节器，图9中使用了一个三极管、一个稳压管和一个电阻，将芯片Vin 的电压限定在40 V以下为芯片Vin供电；功率输入部分的电压可以高于40 V，如75 V，如图9。这时，可以选用高耐压的MOSFET来满足高压输入的要求。

图9：扩展输入电压

NCL30161除了可以实现降压控制之外，还可以实现升压控制，图10是其典型电路。当没有R7时，NCL30161可以在恒流输入状态工作，加入前馈电路R7后可实现恒功率输入升压控制。

图10：恒功率输入升压控制

NCL30160的不同之处

除NCL30161以外，安森美半导体还为驱动大功率LED新推出一款NFET迟滞降压、恒流高亮度LED驱动器NCL30160。这个新一代高能效的解决方案集成了MOSFET，电流提升到了1.5安培，损耗非常低，体积也更小，可最大限度地减少空间和成本，并集成了多种保护功能。这款器件接受6.3 V至40 V输入电压，利用集成的1 A/50 mΩ低导通阻抗内部MOSFET 及以100%占空比工作的能力，能够提供能效高达98%的方案。由于集成MOSFET耐压仅为40 V，因此NCL30160只适合于40 V以下输入、1.2 A以下的应用。与NCL30161相同，其最高1.4 MHz 的高开关频率使设计人员可采用更小的外部元件，将电路板尺寸减至最小，成本降至最低。图11是NCL30160的内部框图。

图11：NCL30160内部框图

NCL30160为区域照明及路灯等讲究高能效、高亮度的中大功率LED通用照明应用提供了极佳的方案，同时适用于MR16 LED灯泡等住宅应用。

图12是NCL30160连接不同LED数和不同电流时的能效曲线。可以看到，其能效是非常高的。

图12：NCL30160典型应用能效

安森美半导体还为上述器件提供辅助设计工具和支持，包括Excel表格工具、评估板和24 V LED灯条应用注释。在Excel表格设计工具中，工程师只需要填入输入电压、输出LED的数量、LED的压降和LED的数量，即可自动计算出所需的结果，非常快捷方便。

基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案

基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案2012-04-26 站长统计 中心议题: 基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案 解决方案 探究系统硬件电路设计方法 设计基于PWM 调光的多功能LED 台灯 引言 随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是19%,我国也达到12%.随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。LED 作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯(如高压钠灯和金卤灯)之后的第四代新光源。基于白光LED 的固态照明，是一种典型的绿色照明方式，与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的"建设资源节约型和环境友好型社会"的要求。可以预见不久的将来，LED 必然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。 目前，市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的台灯普遍存在着低效率、高能耗、不易调光等缺点;至于寿命结束的含汞灯，一旦处理不当，将对环境造成严重危害;而且部分台灯产品功能单一，缺少亮度调节、时钟日历、温度显示等功能，无法适应现代家庭生活的实际需求。为解决当前问题，本文设计了以AT89S51

单片机为核心的多功能白光LED 台灯系统，采用PT4115 大功率LED 恒流驱动方案，可实现对LED 台灯的PWM 调光控制;同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。 1 系统硬件电路设计 该多功能 LED 台灯系统采用20 只5mm 高亮白光LED 灯珠为光源，以 AT89S51 单片机为主控芯片，由LED 恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。系统结构框图如图1 所示。 该系统可具体实现LED 台灯的10 级PWM 调光控制;液晶屏实时显示时钟、日历与环境温度信息;闹钟功能采用声光报警方式，即一旦到达闹钟时间，LED 台灯自动点亮，并发出蜂鸣声报警，以唤醒用户;用户可通过按键系统实现对时钟日历与闹钟参数的设置、LED 亮度的调节以及闹钟报警的解除。 图1 系统结构框图 1.1 单片机主控系统 本设计主控系统采用ATMEL 公司的高性能AT89S51 芯片实现，其P0 口外接10K 的上拉电阻，P0.0~P0.7 同时作为DS12C887 的数据接口与液晶1602 的数据接口。P2.0~P2.3分别连接DS12C887 芯片的片选端CS、地址选通输入端AS、数据选择端DS 与读/写输入端R/W,P3.2 连接其闹钟中断请求输出端IRQ.P2.5~P2.7 分别连接液晶1602 的使能端EN、数据/命令选择端RS、读/写选择端RW.P2.4 作为蜂鸣器控制端。P3.0 作为DS18B20 的信号输入端。P3.1、P3.4、P3.5、P3.6

节能灯的设计及方案+(1)

内容摘要 随着半导体材料及工艺技术的进步，生产量的增加， LED节能灯的性能会进一步地提高，价格也会不断地下降，它将逐步地进入千家万户，给您带来节电、明亮度新的光源。LED日光灯节电达80%以上，几乎是免维，不存在要经常更换灯管、镇流器、启辉器的问题，约半年下来节省的费用就可以换回成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于工人的视力保护及身体健康，6000K的冷光源给人视觉上清凉的感觉，有助于集中精神，提高效率。由普通的白炽灯灯具到节能灯具，对其产生的节能效果、经济投入和经济收益、减排低碳等情况进行较为全面的测算分析，结果表明，综合效应较为显著。 摘要应写出来你论文的整个思路，起码说明文章主要研究的对象，有什么现实意义~ 例如基于你了解的led光源的各种优点本文主要研究了一种太阳能风光互补LED路灯基本设计方案，本方案如何实现，实现应用后预期效果如何，收益如何 关键词：节能灯具、节能效果、LED、光源

目录 第一章节能灯 (2) 1.1节能灯的概述 (2) 1.2节能灯分类 (3) 1.3 节能灯的工作原理 (3) 1.4 节能灯的电路 (4) 1.5 节能灯系列 (5) 1.6 节能灯支架系列 (5) 1.7 吸顶灯系列 (6) 1.8 LED节能灯带6种常用规格术语解释 (7) 第二章电子节能灯 (9) 2.1电子节能灯 (9) 2.2电子节能灯的维修 (9) 第三章太阳能风光互补LED路灯基本设计方案 (12) 3.1风光互补LED路灯设计案例分析 (12) 3.1.1设计依据 (12) 3.1.2工程设计方案 (12) 3.1.3 控制说明 (18) 3.1.4 设计说明 (18) 3.2 国家政府政策支持 (18) 3.3 项目效益分析 (19) 3.3.1社会效益分析 (19) 3.3.2环保效益 (20) 3.3.3 LED路灯环保分析 (20) 附件 (21) 致谢 (22)

声光控节能灯设计

电子系统综合创新设计综合报告题目：节能灯设计 课程：电子系统综合创新设计 学号： 姓名： 学院：电子与电气工程学院 专业：电子信息工程 班级 学期：2015 ~2016 学年第一学期

摘要 常言道“眼睛是心灵的窗户。”我认为灯则是指引心灵的方向标。在生活中，我们无时不在地使用着灯，诸如台灯、路灯、日光灯、探照灯、彩灯等等，但不管是什么样式的灯，它们的作用都是一致的——照明。因此，设计一个既实用又方便的照明灯则是我们人类共同的愿望。而生活中我们用的最为平常的灯则是楼道里的照明灯，住过居民楼的人都应该知道，楼道很窄，晚上行走很不方便，如果让楼道的照明灯一直亮着，则难免会浪费国家资源，因此设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术，数字电子技术，电子工艺的理解和巩固，我花了一个月的时间进行毕业设计，而我设计的课题是声光控制节能灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能照明灯。 本论文主要阐述了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了

维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。 关键词：与非门放大；光敏二极管；可控开关；延迟电路。 Abstract As "the eyes are the Windows of the soul." I think lamp is the direction of mind. Guide In life, we use the ever-present lamp, table lamp, street lamp, fluorescent lamp, such as, lights, searchlights, but no matter what style, the lamp, they are consistent, lighting. Therefore, the design of a practical and convenient floodlight is our human common wishes. But life we use the most ordinary lamp is haunting floodlight, lived everyone should know 52-storey block, the corridor is very narrow, the evening walk very inconvenient, if corridor lights have floodlight, unavoidably will waste the country's resources, design a kind of state power and not waste is very convenient and practical lighting system is very practical significance of a thing.

热释电红外节能灯设计

郑州交通职业学院 毕业论文（设计） 论文（设计）题目：热释电红外节能灯电路设计 所属系别信息工程系 专业班级电子信息工程技术1班 姓名姚再峰 学号 200908060830140 指导教师赵瑞芹 撰写日期 2012 年 02 月

摘要 在生活中，我们无时不在使用着灯，诸如台灯、路灯、日光灯、探照灯、彩灯等等，但不管是什么样式的灯，它们的作用都是一样的—照明。因此，设计一个即实用又方便的照明灯则是我们人类共同的愿望。而生活中我们用的最平常的灯则是楼道里的照明灯，过居民楼的人都应该知道，楼道很窄，晚上行走很不方便，如果让楼道里的灯一直亮着，则难免会浪费国家资源，因此设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。 随着科学技术的发展，节能灯已成为千家万户必需的生活用品，而智能化的热释红外节能灯也起到了举足轻重的作用，现实生活中人们经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费，当夜晚来临时，人们又摸黑去开灯，非常不方便。在这里我们设计了热释红外节能灯解决了这一问题。它以人体红外辐射（波长为9.5um）传感为控制电路，当夜间或外界光强较弱且有人走近时能自动开灯，当无人或人离开时则自动关灯。自动感应开灯，成本低，方便生活；达到节约能源的目的。设计制作了一种热释电红外节能灯，主要是以BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。其特点是在有人时且外界光强较弱时能自动开灯，无人时关灯，节约能源。 关键词：照明灯；节能；自动感应；热释电红外；BISS0001

Abstract In life, our nothing is not using light now and then , the desk lamp , road lamp , daylight lamp , searchlight , illumination wait a minute such as , illuminates but disregarding what the form light , their effect being all is the same. Desire therefore, designing that one is a pragmatic convenient headlamp is to be that our human being is common. That life is hit by the most common light that we use is to be headlamp inside the corridor but , fault resident building people all ought to know the corridor is very narrow, go on foot in the evening not going to the lavatory very much, being that the pragmatic headlamp being hard to avoid wasting country resource , designing that one kind both not wasting Enel and go to the lavatory very much therefore is systematic is to a matter having practical value significance very much if making light inside the corridor always bright. With the development of science and technology, energy-saving lamp has become a necessary articles for daily use of thousands, and intelligent infrared heat release energy-saving lamps also has played a pivotal role, real life people often due to forget to turn off the lights and cause huge energy is wasted when night comes, they took to turn on the light, very not easy. Here we design the heat release infrared energy saving lamps solving the problem. It with human body infrared radiation (wavelength for 9.5 um) sensor for the control circuit, that night or external light intensity and someone weaker near can automatically open lamp, when no one or man left will automatically turn off the lights. Automatic induction lights, low cost, convenient life; To achieve the purpose of saving energy. Design a kind of pyroelectric infrared energy saving lamps, mainly is composed of single chip microcomputer BISS0001 and infrared sensor control circuit. Its characteristic is in when someone outside light and strong weaker can automatically open lamp, no person to turn off the lights and save energy.

LED台灯电路设计

L E D台灯设计原理及实现方案 L E D台灯电路设计 L E D照明以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注的焦点。L E D 光源作为第四代新型节能光源,作为光源的白炽灯其发光效率只有百分之五，而 L E D光源的发光效率几乎接近百分之九十。台灯是家家户户都在使用的普通灯具，这几年高亮度的L E D光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又节节下降，如今台灯得以使用L E D光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的照明光源。 L E D台灯工作原理遵循安全第一的民用电器的设计理念，L E D光源是一种低 电压直流恒流源的发光器件，不能用100～220V的交流高压电直接点亮，因此，L E D台灯方案的设计思路是，首先要将高压的交流电变换成低压的直流恒 流源，才能点亮L E D光源。使用最经济有效的方法降压和进行交直流变换是设计的首要考虑，当今便携式电子产品使用交流电源的交直流降压变换器——适 配器(A d a p t e r)就成了既经济实惠、又现成、又好用的首选。适配器的输出电 压要求稳定在D C12V，输出电流要根据L E D的光源的功率来选择，一般要给 予30%的余量，以3×1W的白光L E D光源为例，1W的白光L E D的标准工作 电流应为350m A，因而3个L E D光源串联其电路需要的电流也是350m A，考虑到延长L E D寿命和降低光衰，可以设计为300m A～330m A，不会明显的影 响L E D发光的亮度，所以适配器的输出电流应选750m A～1A的。 一种简洁实用的L E D台灯方案如图1所示。A C220V经由适配器在灯具外的安全降压变换，向L E D台灯提供稳定的12V直流电源，在台灯底座壳内安置恒 流源电源板，将直流电压变换成稳定的直流恒流源，以满足L E D光源发光的技术要求。在直流恒流源前可加一电源开关，以便在台灯不用时可关断直流电源，但不能关断220V交流电源，因此不用时应从墙上取下适配器的电源插头，这 也是这个实用方案的唯一“缺点”。如不想采用机械开关，并想要一个更有创意 的卖点，可选用电子触摸开关，如手指轻点可实现台灯的开->全亮、半暗、关；由于电子技术的快速进步，电子触摸开关如今已是一个低成本的器件。

节能灯设计

摘要 节能灯又叫紧凑型荧光灯（国外简称CFL灯），是1978年由菲利普公司首先发明的，由于它具有光效高（是普通灯泡的5倍），节能效果明显，寿命长（是普通灯泡的8倍），体积小，使用方便等优点，受到各国人民和国家的重视和欢迎，我国于1982年，首先在复旦大学电光源研究所成功研制SL型紧凑型荧光灯，二十年来，产量迅速增长，质量稳步提高，国家已经把它作为国家重点发展的节能产品（绿色照明产品）作为推广和使用。在设计节能灯时，电子镇流器设计的好坏直接影响到节能的寿命，EMC特性等。 关键字；紧凑型荧光灯，电子镇流器，节能，EMC特性

Abstract Energy-saving lamps known as compact fluorescent lamps (CFL abroad as HEC)，in 1978 by Philips of the first invention，because it has a high-efficiency (ordinary light bulb is five times)，energy-saving effect of significant，long life (is Eight times the ordinary light bulb)，small size，easy to use the advantages of the peoples and countries by the attention and welcome China in 1982，the first light source at Fudan University，the Institute successfully developed SL-type compact fluorescent lamps，to 20 years ，The rapid growth of output，quality improved steadily，the state has put it as a national focus on the development of energy-saving products (green lighting products) as the promotion and use. In the design of energy-saving lamps，electronic ballasts designed to have a direct impact on the life energy，EMC and other characteristics. Keywords；Compact，fluorescent，lamps，electronic，ballasts，energy-saving，EMC characteristics

LED充电式小台灯设计

目录 一．设计要求 (1) 二．设计方案 (1) 1．LED相关介绍: (1) 2．LED基本原理介绍： (2) 3．LED台灯工作原理: (2) 三．电路图 (3) 四．器件选择 (3) 五．整机调试 (4) 六．效果及存在的问题 (5) 七.总结 (5) 一．设计要求 我们在LED台灯产品设计时就充分利用大功率LED的特点和优势，在满足实用需求和最大限度地发挥光源功效的前提下，对灯具进行小型化设计，将灯具整体设计成小巧精致可以适合不同的使用场所。使灯具在外观造型上具有美观、舒服、耐用等美学效果又能够和环境相协调。灯具的结构件全部采用塑料材质，给人以环保低碳的感觉。 二．设计方案 1．LED相关介绍: led光源作为第四代新型节能光源，从诞生之时就被用来做各类灯具的发光光源。作为光源的白炽灯其发光效率只有百分之五，而LED光源的发光效率几乎接近百分之九十。LED照明

以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注的焦点。台灯是家家户户都在使用的普通灯具，这几年高亮度的LED光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又节节下降，如今台灯得以使用LED光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的照明光源。 2．LED基本原理介绍： 发光二极管的实质性结构是半导体PN 结。在PN 结上加正向电压时注入少数载流子，少数载流子的复合发光就是发光二极管的工作机理。PN 结就是指在一单晶中，具有相邻的P 区和N区的结构，它通常是在一种导电类型的晶体上以扩散、离子注入或生长的方法产生另一种导电类型的薄层来制得的。 3．LED台灯工作原理: 点亮过程：在平常灯不亮时：C1由+B（电池正极）通过R1、R2充电至+B，此时灯不亮为待机状态。使用时当按下SW然后松开，四个二极管导通，主板上的LED指示灯亮，于是高亮度LED有电流流过而发光，电灯开始照明。 关闭过程：如果在照明状态下再按一下SW并松开，由于C1两端电压为0V，四个二极管截止，13个LED无电流流过而熄灭（电灯被关闭），此时C1又由+B（电池正极）通过R1、R2充电，为下次动作作准备。 充电状态时：充电器的直流电源Vcc通过桥堆接入+B，为铅蓄电池充电，此时即使按下SW，LED无电流通过而不亮．以免影响充电。

LED节能灯的工作原理及设计探究

LED节能灯的工作原理及设计探究2014-02-23 10:02:31 来源:甘肃西北民族大学电气工程学院 目前，由于我国各地域人口分布不均匀造成节能减排的宣传工作不够深刻和全面，进而能源的浪费现象普遍存在，据统计我国每年能源浪费量足以维持我国1/3以上的工业部门运行一年。若能能减少这一部分能源的浪费，并输送给西部将能缓解能源的突出问题。我国人口众多，在照明上浪费的电能占浪费能源的绝大多数的比重。所以解决能源浪费的切入点从照明上入手能取得较大的成效。 1、各灯具发光原理 1.1白炽灯的发光原理 白炽灯是由发光用的金属钨丝与电源相接，同时为了防止钨丝被空气氧化而用玻璃器具将其隔离形成灯泡，在灯泡内部一般将空气抽出形成真空或者在其内部充入惰性气体。白炽灯的工作原理是将电能转换成光能同时伴随着热能的释放，工作过程是电能通过导线传输到灯泡内部的钨丝上，电能被转换成热能，将钨丝加热到非常高的温度。在这个过程中由于温度比较高就会激发钨丝元素原子的核外电子，使得这些电子变得更加活跃向较高能量的外层跃迁，当电子再次向内层电子移动时能量就会被释放，释放的形式主要是以光电子的形式释放即光的形成。 1.2日光灯的发光原理 日光灯管实际上就是一根玻璃灯管，在灯光两端安装上灯丝，同时在内壁涂有一层均匀的荧光粉，日光灯管内充入少量的惰性气体和水银蒸汽，灯光两端装有由钨丝制作而成的灯丝，灯丝表面涂有容易激发电子的氧化物。当钨丝上有电流流过时，灯丝受热就会在灯管内发射电子，随着温度的上升，水银就会汽化蒸发。在这个过程中，只要在灯管两端加上合适的电压，日光灯管内的惰性气体就会出现电离的情况，进而管内的惰性气体就有放电情况过渡到水银蒸汽放电的过程。在这个过

LED台灯设计与实现毕业论文

毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）：

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关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：

LED节能灯电路

为了让广大的电子爱好者和电子DIY发烧友能够自己制作简易的LED节能灯,现博主特意为广大的朋友奉献一款LED节能灯的制作资料和LED灯的简易制作过程包含LED节能灯制作电路图,以下是38LED灯的制作电路图: 图1 图1是一款LED灯杯的实用电路图,该灯使用220V电源供电,220V交流电经C1降压电容降压后经全桥整流再通过C2滤波后经限流电阻R3给串联的38颗LED提供恒流电源.LED的额定电流为20mA,但是我们在制作节能灯的时候要考虑很多方面的因素对LED的影响,包括光衰和发热的问题,我们在做这种灯的时候因为LED的安装密度比较高,热量不容易散出,LED的温度对光衰和寿命影响很大,如果散热不好很容易产生光衰,因为LED的特性是温度升高电流就会增大,所以一般在做大功率照明时散热的问题是最重要的,将影响到LED的稳定性,小功率一般都采取自散热方式,所以在电路设计时电流不宜过大.图中R1是保护电阻,R2是电容C1的卸放电阻,R3是限流电阻防止电压升高和温度升高LED 的电流增大,C2是滤波电容,实际在LED电路中可以不用滤波电路,C2是用来防止开灯时的冲击电流对LED的损害,开灯的瞬间因为C1的存在会有一个很大的充电电流,该电流流过LED将会对LED产生损伤,有了C2的介入,开灯的充电电流完全被C2吸收起到了开灯防冲击保护.该电路是小功率灯杯最实用的电路,占用体积小可以方便的装在空间较小的灯杯里,现在被灯杯产品广泛的采用.优点:恒流源,电源功耗小,体积小,经济实用.但是在设计时降压电容要采用耐压在400V以上的涤纶电容或CBB电容,滤波电容要用耐压250v以上.此电路适合驱动20-40只20mA的LED. 图2是电路板图PCB

电子技术课程设计报告楼道节能灯课程设计

河南机电高等专科学校 电子技术课程设计报告 设计课题:楼道节能灯课程设计 一、设计题目

楼道节能灯课程设计 二、设计任务 1）了解系统的工作原理。 2）掌握普通晶闸管的工作原理和应用。 3）通过课程设计培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。 4）通过设计使学生具有一定的计算能力、制图能力以及查阅手册、使用国家技术标准的能力和一定的文字表达能力。 三、设计计划 第一天查找资料 第二天分析电路图设计 第三天利用元件构成实物 第四天完成课题报告 四、设计要求 1）复习课本，收集查阅资料，选定设计方案； 2）主电路、保护电路选择与计算； 3）触发电路选择与计算； 4）绘制电气框图（3号图一张），电气原理图（2号图一张）； 5）对主要元器件进行计算选择，列写元器件的规格及明细表； 6）设计总结及改进意见 摘要 光控灯和声光控灯是居家照明的重要组成部分（如楼道、卫生间、小巷等），它们的出现使我们的生活方便许多，既可避免摸黑找开关造成的摔伤碰伤，又可杜绝楼道灯有人开、没人关浪费能源的现象。 介绍了用三极管和与非门芯片实现光控灯和声控灯的原理，重点介绍了二者的实现方法和具体细节，及制作过程中遇到的问题和相应的解决方案。 关键词：光控灯、声控灯、光敏电阻、麦克风、导通、截至、 引言

声光控集声控、光控、延时自动控制技术为一体,内置声音感应元件,光效感应元件, 白天光线较强时，受光控自锁，有声响也不通电开灯；当傍晚环境光线变暗后，开关自动 进入待机状态，遇有说话声、脚步声等声响时，会立即通电,亮灯，延时半分钟后自动断 电；能延长灯泡寿命6倍以上，节电率达90％。 二者都为人们的日常生活提供诸多方便。 本文的主要内容包括： 通过模拟电子技术的学习，提出了一种基于晶体三极管工作状态的系统设计方法，结 合光敏电阻的随着外部环境的阻值改变的特性，给出光控灯的设计方案，在此基础上结合 数字电子技术的优点，引入拾音器将声控功能加如其中，同时实现声控和光控，以下给出 了二者详细的设计过程，包括软件设计、软件仿真，以及测试和实验结果。 第一章概论 1.1课题研究的目的 随着社会不断进步，科技发展，声光双控节电灯逐步走进社会各个公共角落，声光双控节电灯不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，它解决了“长明灯”浪费电能的问题，延长灯泡的使用寿命，安全性好，可靠性高。该装置省去了能耗大、笨重、极易产 生热量的电源变压器，具有结构简单、自耗电轻微、性能稳定、灵敏度高、通用性强，降低能耗、节约能源的目的。 1.2课题研究的意义 通过本课题的研究，加强了自己的动手能力，巩固了对所学知识的认知。通过本次试验我们设计了一种比较节能的声光双控灯，不仅使自己学习到了知识，而且也为社会做出了贡献。 第二章基本原理 2.1声光双控节能灯基本原理 声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人发的声音控制信号，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选

节能灯设计报告

题目：电子节能灯 专业：电气工程及其自动化班级： 组别： 指导教师： 2010年7月1日

电子节能灯设计报告 一、引言 1、选题意义 在全国大力倡导节能减排的今天，节能产品越来越多的应用在我们的日常生活中，像日常我们生活工作所用的节能空调、节能冰箱等等，这些节能产品给我们提供极大方便的同时也为我们节约了很多的能源。如今，日常生活也越来越走向节能化。 我们这里设计的三基色节能灯，它就是光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。 2、设计目标 （1）巩固课堂所学的知识提高把理论知识应用于实际中的能力，加强对实际工作的调研——设计——实施的过程认识。为提高自主能力打下基础，并为延伸校内实验室的实验、实习及设计创造了更好的方法和条件，同时通过实习活动，要求同学们自己收集并设计题目及有关的设计资料，做到有的放矢；又注重对大家的品德教育，加强纪律性，加强科技意识及责任感，培养敬业精神。 （1）通过电子系统的制作，能够进一步熟悉电子系统的结构、工作原理和使用方法。了解电路理论的实际应用，掌握电子系统的装配和调试工艺，提高同学们的实际操作技能。 3、小组成员及分工 表1 小组构成及分工

二、基本原理 1.电子节能灯的电路原理图 电子节能灯电路如图1所示。 图1 电路原理图 2.电子节能灯的电路原理 （1）电子节能灯的电路的工作原理 电路图中，工频220V电源经过桥式有D1-D4和C1组成的全波整流电路，经R1和C2组成的稳压电路后在C2端获得35V的直流电源。通过高频自激振荡电路，经过高频变压器，输出20K-100KHZ的高频交流电源，加到与灯连接的由C5、C6和T3组成的LC串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在三基色灯管两端，但使灯管"放电"变成"导通"状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等。 （2）桥式整流部分电路原理 整流稳压电路是有VD1-VD4和C1组成电容降压桥式整流稳压电路。该部分的电路的主要作用是整流，采用电解电容作为滤波器，将全桥整流电路输出的脉动直流电压变成纹波较小的平滑直流电压，通过整流稳压电路把实际外电网中的220V交流电整流成本次设计所用的直流电，整流后得到的电压约为35V的直流电。

小台灯设计

手边有一个装碘钨灯用的金属杆镀克罗米的，非常漂亮，而且它的灯头部分可以自由转动，于是动了把它做成一个完整的小台灯的念头。 现在做台灯当然就要做LED的，低碳自不必说，因为耗电极少，电源部分就不致那样臃肿，这样才可以做得美观、精致! 这就是做台灯用的金属杆，它是台灯的主干部分。 拿什么做台灯的底座和灯罩呢?光盘是一个不错的选择，那就准备一些大光盘(120mm)和小光盘(80mm)吧!为了粘接得平整些，需要把光盘上的凸筋用锋利的小刀把它铲平。 光盘的中心有个不小的圆洞，还得用块有机玻璃把它盖住，选块漂亮些的啊! 把有机玻璃加工成圆形，周边要打磨光滑。 把加工好的有机玻璃粘在小光盘上，小光盘再粘在大光盘上，是不是很漂亮呢?大光盘一张太薄了，为了让底座有一定的厚度和重量，要把4~5张光盘粘在一起。 还要给引出的电源线预留一条通路，再拿两张光盘，沿径向开一条6mm宽的窄缝 把这两张光盘也粘在底座的反面 在这两张光盘上钻5个直径2mm的盲孔，千万不要钻穿了哦，把正面也钻了个透亮，那就太难看了。再拿一张光盘来，上面也钻同样的5个孔，孔位一定要和刚才在底座上钻的孔完全重合。现在可以把左边的这张光盘盖在底座上，用自攻螺丝把它固定在底座上。不要用蛮力，那样会把光盘弄炸裂的，要用电烙铁把它加热，使它烫进去。 现在可以把金属杆上在光盘底座上了，看看是不是很满意呢? 下一步该做灯罩了，准备好下图中的这些材料。 把4只1W的LED灯紧固在铜质的散热板上，还得注意与散热板绝缘。与散热板接触的地方最好涂一层白色的导热硅脂。下图是做好了的LED灯。

把这4只LED灯安装在塑料盒盖和小光盘做成的灯罩上 再固定在金属杆上 下一步得给LED灯提供电源了。有一种专为LED灯恒流供电的模块，电子市场有售，不贵，5元一只。输入为220V的交流电源，输出端为12~18V直流，可以对4~5只1W的LED灯恒流供电。 这是它的内部 把它装在一个Mp3的电源插头里，正好合适。台灯的底座上不方便装开关，电源开关只好在这里安身立命。 简直像专为它量身定做的 现在可以总装了，看看效果吧!

声控节能灯 毕业设计

摘要 常言道“眼睛是心灵的窗户”。我认为灯是指引心灵的方向标。在生活中，我们无时不在使用着灯，诸如台灯、路灯、日光灯、探照灯、彩灯等等，但不管是什么样式的灯，它们的作用都是一样的—照明。因此，设计一个既实用又方便的照明灯则是我们人类共同的愿望。而生活中我们用的最平常的灯则是楼道里的照明灯，住过居民楼的人都应该知道，楼道很窄，晚上行走很不方便，如果让楼道里的灯一直亮着，则难免会浪费国家资源，因此设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。 关键词：与非门放大；光敏二极管；可控开关；延迟电路

Abstract A s the saying goes ,“the eyes are the windows of the soul.” I think the lings are stangdard guidelines for the direction of the mind.In lift,we are ever—present use of lamp,such as table lamps,streetlamps,fluorescent lamps,lightings,lights,etc.but no matter what style of lights,their role is consistent—the lighting.theirfore,the design of both a practical and convenient lighting is our common human aspirations.we are living in the light of the most common is the corridor of lights,people who live in residential building should be aware that a very narrow corridor has been it,there is inevitably a waste of national resources,so the design is neither a waste of national power and very conventient and practical lighting system is very practical sense of one thing. K eywords:cross—coup nand gates amplifier,Photosensitive diode;controllable switching;Latency circuits.

智能LED台灯设计论文

徐州师范大学物电学院课程设计报告 课程名称：电子技术综合设计 题目： LED智能台灯 专业班级： 08物51班 学生姓名：苗圃 学生学号： 08225034 日期： 2011年6月15日 指导教师：杨增汪 物电学院教务部印制

指导教师签字： 年月日

目录 摘要.......................................................................................................II Abstract...................................................................................................II 1 绪论. (1) 1.1系统设计的目的 (1) 1.2LED智能台灯特性 (1) 1.3 系统设计的内容 (2) 2 系统的可行性分析 (3) 3 系统硬件电路设计 (4) 3.1 电源模块 (4) 3.1.1 LED光源驱动电路 (4) 3.1.2 元器件选择 (5) 3.1.3 LED光源的设计................................................................................. (7) 3.2 单片机外围电路模块 (8) 3.2.1单片机总控制电路 (8) 3.2.2时钟电路 (9) 3.2.3 STC89C52具体介绍 (10) 3.3 红外感应模块 (11) 3.4 手动调节光强模块 (12) 4 系统软件电路设计 (14) 4.1 PWM调光 (14) 4.2 人体红外感应 (14) 4.3 手动调节光强 (15) 5总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (18) 附录1 主要程序代码 (18) 附录2 实物图 (21)

毕业设计--电子节能灯设计

毕业设计（论文） 论文题目：电子节能灯 所属系部：电子工程系 指导老师：** 职称：** 学生姓名：** 班级、学号: ** 专业：电气自动化 2010年 5 月28 日 1

陕西航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书题目：电子节能灯 任务与要求： 1.画出电路图、PCB图以及叙述工作原理 2.提出改善意见 时间： 2008 年12 月 11 日至2009 年 5 月 29 日 所属系部：电子工程系 学生姓名：** 学号：** 专业：电气自动化 指导单位或教研室：电子系教研室 指导教师：** 职称：** 年月日 2

引言 众所周知白炽灯是爱迪生的重要发明这个重要的发明使人类从此告别了黑暗迎来了光明。但是白炽灯太耗电了它大概只有不到十分之一的能量才变成了光能其它都是热能白白的被浪费掉了。所以人们都在想办法要用新的光源来替代白炽灯。节能灯就应运而生了。由于它相比而言便宜又好制作所以就得到了大量的应用有逐步取代白炽 灯的趋势。 节能灯的两极是普通的钨丝。钨丝通电发热后就能发射出电子。在灯管两侧加上比较高的电压形成电场这些电子就会在灯管里被加 速形成有一定速度和能量的电子流。灯管是被抽成真空的，里面充有汞，就是我们称为的水银。 在灯管通电发热的情况下这些水银从液态蒸发就变成了气态。形成游离状态的汞原子。电子流中的电子以一定速度打在汞原子上使汞原子受到激发变成激发状态的电离子。称为发生了阶跃，激发状态的汞过了很短的时间就自发地回落到原来的状态同时释放出紫外线光，紫外线光不能用来照明。于是我们在灯管的内壁涂了一些荧光物质在紫外线光的轰击下荧光物质受到激发以后就能发出比较自然的光线 可用于我们照明。 由于汞的沸点很低，在常温下即可蒸发，废弃的荧光灯管破碎后，立即向周围散发汞蒸气，瞬时可使周围空气中的汞浓度达到每立方米 3