室内遥控LED照明系统的设计与实现

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近年来,半导体照明技术日趋成熟,正逐步改变人们的生活。LED(light emitting diode)是一种可发光的半导体器件,以其寿命长、易于控制、环保无污染等优点得到了广泛的应用,正逐步取代传统的照明灯具。同时,与LED照明系统有关的高效LED驱动器和智能调光控制技术也成为了研究的热点。本文从LED的发展现状出发,针对人们对于家居照明的实际需求,设计了一款适用于室内的遥控可调光LED照明系统。该系统中LED驱动电源采用40W的双路恒流输出,每路恒流源输出的电流大小能通过遥控器灵活调节。为得到高的功率因数并降低设计成本,LED驱动采用两级式的驱动结构,第一级是AC/DC的恒压变换,基于L6562A芯片采用单级APFC的反激式变换结构,输出的恒定电压作为第二级的输入;第二级是DC/DC的降压恒流变换,采用带有PWM调光接口的芯片LM3404HV设计,实现电流的恒定输出。遥控调光控制部分,分为手持无线发射模块和接收子节点,分析比较了目前主流的无线控制技术后,本控制系统基于ATmega16单片机和RF无线发射/接收模块来设计。自定义通信小协议对无线信号进行软件编码和解码,通过调节接收模块输出的PWM波的占空比来控制LED恒流源输出的电流大小,从而实现对LED灯亮度的调节。且接收模块带有地址码学习、亮度记忆和关灯延时的功能。本文通过对LED基本特性的简要分析,设计了高可靠性的反激式恒压电源,给出了详细的电路设计过程;分析了BUCK电路的工作原理,详细介绍了可PWM调光的恒流源的设计,并采用仿真软件SABER仿真分析了该BUCK电路。从硬件和软件两方面阐述了该照明系统中遥控调光控制部分的设计,给出了手持遥控器和接收子节点的电路图,并详细介绍了调光控制部分的程序设计思想和流程图,并采用PROTUES软件仿真了该调光控制部分的程序。最后完成了整个遥控照明系统的设计,测试和分析了整个系统的性能参数。测试结果表明LED驱动电源和调光控制系统均满足设计要求,整个系统运行稳定。还发现了采用PWM调光方式对LED灯调光时存在的问题,并给出了相应的解决办法。
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