1、1分类号 学号 M201173012 学校代码 10487 密级 硕 士 学 位 论 文色温可调节的智能 LED 照明系统设计学位申请人： 孔 满学科专业： 光学工程指导教师： 吴志浩副教授答辩日期： 2013. 1. 10A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringDesign of a Color Temperature tunable Intelligent LED Lighting SystemCandidate : K
2、ong ManMajor : Optical EngineeringSupervisor : Prof. Wu ZhihaoHuazhong University of Science it also can achieve self-adapted brightness adjustment according to the ambient light intensity. When it works in infrared remote control mode, it can realize dimming, color temperature adjustment and lighti
3、ng mode change with wireless control. The intelligent LED lighting system is divided into three parts: LED driving part, light source part and control part. In the LED driving part, firstly, we analyzed the principle of an electrolytic capacitor-less BUCK circuit. Based on the principle, we design a
4、 10 watt LED driver with a function of PWM dimming by using HV9910B chip. The LED driver is used as the main power source in the LED system. DD313 constant current chip is used to realize constant current drive of the RGB HBLED. In the light source part, we used 20 XPE-type LEDs from CREE Inc.as the
5、 main light source,10 of them have a color Temperature of 8000K and the rest of the LEDs have a color temperature of 2700K . The main light source is applied to indoor lighting.one 3watt RGB LED is used for secondary light source, which is applied to realize mode lighting. The control part is mainly
6、 divided into four modules, including MCU control module, infrared remote control module, time module, temperature sensor module, intensity sensor module.Key words: Lighting system color temperature LED driver infrared remote controlIII目录摘 要 .IABSTRACT.II目录 .III1 绪论1.1 电光源的主要参数及分类 .(1)1.2 LED 的发光原理及
7、优势 .(5)1.3 LED 驱动 .(10)1.4 LED 照明发展趋势 .(14)1.5 论文主要内容 .(14)2 无电解电容的 LED 驱动电源2.1 引言 .(16)2.2 无电解电容 LED 驱动电源的电路拓扑 .(17)2.3 输入 LC 电路和输出滤波电路设计 .(21)2.4 设计方案的选择 .(23)2.5 无电解电容 LED 驱动电源的电路设计 .(26)2.6 小结 .(29)3 色温可调的智能 LED灯的电源研制3.1 引言 .(30)3.2 10W LED 驱动电源的设计 .(30)3.3 输入保护电路设计 .(30)3.4 输入和输出滤波电路 .(33)3.5 主
8、控电路 .(35)3.6 保护电路 .(36)3.7 RGB LED 驱动电源 .(37)IV4 智能照明控制4.1 引言 .(39)4.2 MCU 控制中心及 LED 控制模块 .(39)4.2 红外遥控模块 .(41)4.3 实时时间模块 .(43)4.4 照度采集模块 .(44)4.5 温度采集模块 .(45)4.6 LCD 显示模块 .(45)4.7 功能实现 .(46)5 总结与展望5.1 课题总结 .(48)5.2 展望 .(48)致谢 .(49)参考文献 .(50)附录 1.(53)11 绪论1.1 电光源的主要参数及分类1.1.1 电光源的主要参数电光源是利用电能做功，产生可见
9、光的光源。可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分。可见光谱没有精确的范围，一般可见光的波长在 400nm 到700nm 之间。电磁波谱如图 1.1 所示，可见光在电磁波辐射光谱中只占很少的一部分。由于可见光的波长不同，会引起人眼的颜色感觉不同。随可见光的波长的增加，颜色从紫色开始，按蓝、青、绿、黄、橙、红的顺序逐渐变化。相邻颜色之间没有明显的分界，而是由一种颜色逐渐减少，另一种颜色逐渐增多来过渡。白光是由光谱中多种颜色的光组成。国际照 明协会所规定的标准白光为 6500K 时的黑体辐射，相当于白天的天光 1。图 1-1 电磁波谱图（1）光通量( )光通量就是用来表示光源的辐射功率经过人眼的视见函
10、数影响后的光谱辐射功率大小的物理量。（1-1） 0()dKVd式中：光通量，单位为流明（lm） 。2K：光敏度、感光度。K 为 683lm/W。K 值是为了光通量的单位与辐射功率的单位得到统一。：波长 的光辐射功率。()：光的波长V( ): 称为人眼相对光谱敏感度曲线，亦作视见函数曲线，是总结了众多针对人眼的测试经验而得到的，它描述了人眼对不同波长的光的反应强弱。如在白天或光线较强的地方，对波长为 555nm 的黄、绿光最灵敏，即 V( )为1，波长离 555nm 越远，V( )越低 2。（2）发光强度（I）发光强度（Luminous intensity） ，简称光强，单位为坎德拉（cd） ，
11、即，定义为：光源在空间某一特定方向上单位立体角内(每球面度)辐1/cdlmsr射的光通量的空间刻度，称为光源在该方向上的发光强度。定义式为：（1-2）dI式中： 为光通量， 为立体角， 为方向。 （3）照度(E)照度（illuminance ）定义为 每单位面积所接收到的光通量。照度的符号为E，单位为勒克斯(1lx=1lux) ，即 1 lx=1 lm/m2。一些日常的代表性照度：烈日环境下，照度为 100000lx,适合阅读环境照度为 600lx，适合办公室、教室的环境照度 300lx3。（4）亮度(L)亮度（luminance ）是表示眼睛从某一方向所看到物体反射光的强度，用符号 L 表示，单位为尼特（nit）, 物理表达式为21/nitcdm（1-3） osL式为 为光通量， 为立体角， 为给定方向与单位面积元（ ）法线方 ds向夹角。
