發(fā)布時(shí)間：2017-06-19 21:09

  本文關(guān)鍵詞：基于單片機(jī)的高功率因數(shù)智能調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：LED被廣泛應(yīng)用在照明領(lǐng)域,而性能優(yōu)異的LED驅(qū)動(dòng)器是制造出優(yōu)秀LED燈具的前提。隨著生活水平及科技水平的提升,LED僅僅發(fā)光、發(fā)亮將不能滿足人們的需求,智能控制技術(shù)集節(jié)能、調(diào)光、營(yíng)造特殊照明效果等優(yōu)點(diǎn)于一身,將逐步替代傳統(tǒng)照明控制技術(shù),為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展,本文設(shè)計(jì)了一款高功率因數(shù)智能控制LED驅(qū)動(dòng)器,提出兩種控制方案：基于Android平臺(tái)的WiFi控制方案和基于RF的無線遙控控制方案。該智能控制LED驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)模塊組成：AC-DC變換器模塊、DC-DC變換器模塊及智能控制模塊。AC-DC變換器結(jié)合臨界導(dǎo)電模式(BCM)升壓(Boost)雙級(jí)有源功率因數(shù)校正(APFC)技術(shù)及準(zhǔn)諧振(QR)電流模式反激變換技術(shù),實(shí)現(xiàn)高PF及高效的目的,并為DC-DC變換器提供穩(wěn)定的直流電壓,文中闡述了兩種技術(shù)的工作原理,并對(duì)其外圍電路元器件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。DC-DC變換器采用穩(wěn)壓芯片輸出穩(wěn)定5V電壓,為智能控制模塊部分電路供電,且用調(diào)光芯片與微處理器輸出的PWM調(diào)光信號(hào)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。智能控制模塊采用微處理器STM32F103作為系統(tǒng)核心,輸出PWM調(diào)光信號(hào),根據(jù)程序及PID控制算法實(shí)現(xiàn)溫控及LCD顯示功能,此外,智能控制模塊采用兩種控制方案,一種是遙控器通過RF無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)開關(guān)定時(shí)及調(diào)光功能,文中說明了該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,并詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)各功能的流程圖；另一種是Android手機(jī)利用WiFi無線通信技術(shù)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行智能控制,文中詳細(xì)介紹了WiFi模塊的選取過程,對(duì)Androi d客戶端人機(jī)交互界面進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并深入研究了Android平臺(tái)下客戶端和服務(wù)器端Socket通信機(jī)制。最后進(jìn)行測(cè)試,先對(duì)各模塊進(jìn)行調(diào)試并分析測(cè)量結(jié)果,再組裝成樣機(jī)調(diào)試,最終測(cè)得額定輸出電壓為30V、額定輸出電流為1A、效率大于0.86、PF大于0.97,待機(jī)損耗小于0.3W,輸出電壓紋波系數(shù)小于1%,總諧波失真(THD)等于5.1%,實(shí)現(xiàn)了溫控、定時(shí)開關(guān)機(jī)、可調(diào)光及LCD顯示功能,樣機(jī)測(cè)試結(jié)果表明,各項(xiàng)性能均達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo),輸出穩(wěn)定,調(diào)光不閃爍,性能良好。
【關(guān)鍵詞】：智能控制 調(diào)光 RF遙控 Android WiFi 高功率因數(shù)
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP368.12;TM923.34
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀11-12
• 1.3 LED的介紹12-14
• 1.3.1 LED的電氣特性12-13
• 1.3.2 LED的驅(qū)動(dòng)方法13-14
• 1.4 LED驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.5 LED驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)思路15-16
• 1.5.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)15
• 1.5.2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖15-16
• 1.6 論文的章節(jié)安排16-18
• 第二章 LED驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)知識(shí)18-30
• 2.1 功率因數(shù)校正技術(shù)(PFC)18-24
• 2.1.1 不良功率因數(shù)的來源18
• 2.1.2 功率因數(shù)(PF)與總諧波失真(THD)的關(guān)系18-19
• 2.1.3 功率因數(shù)校正(PFC)的分類19-24
• 2.2 LED調(diào)光技術(shù)24-25
• 2.3 無線控制技術(shù)25-27
• 2.3.1 WIFI控制技術(shù)26-27
• 2.3.2 RF控制技術(shù)27
• 2.4 ANDROID系統(tǒng)介紹27-29
• 2.4.1 ANDROID的系統(tǒng)架構(gòu)27-28
• 2.4.2 ANDROID的應(yīng)用開發(fā)組件28-29
• 2.5 本章總結(jié)29-30
• 第三章 AC-DC模塊及DC-DC模塊的設(shè)計(jì)30-50
• 3.1 AC-DC模塊的設(shè)計(jì)30-46
• 3.1.1 AC-DC變換器模塊的原理圖30-31
• 3.1.2 輸入保護(hù)電路的設(shè)計(jì)31-32
• 3.1.3 電磁干擾(EMI)抑制電路的設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.4 整流濾波電路的設(shè)計(jì)33-34
• 3.1.5 BCM BOOST型雙級(jí)APFC電路的設(shè)計(jì)34-41
• 3.1.6 準(zhǔn)諧振(QR)反激轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)41-45
• 3.1.7 漏極鉗位保護(hù)電路的設(shè)計(jì)45-46
• 3.2 DC-DC模塊的設(shè)計(jì)46-49
• 3.2.1 恒壓電路的設(shè)計(jì)46-47
• 3.2.2 LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)47-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第四章 智能控制模塊的設(shè)計(jì)50-76
• 4.1 微處理器(MCU)的選取50-51
• 4.2 MCU恒壓供電電路的設(shè)計(jì)51-52
• 4.3 PWM調(diào)光程序的設(shè)計(jì)52-53
• 4.4 數(shù)字PID控制算法的介紹53-54
• 4.5 溫度控制功能的設(shè)計(jì)54-59
• 4.6 LCD顯示功能的設(shè)計(jì)59-62
• 4.7 RF無線遙控控制方案的設(shè)計(jì)62-65
• 4.7.1 RF模塊的選取62
• 4.7.2 遙控調(diào)光功能的設(shè)計(jì)62-63
• 4.7.3 遙控定時(shí)開關(guān)功能的設(shè)計(jì)63-65
• 4.8 基于ANDROID平臺(tái)的WIFI控制方案的設(shè)計(jì)65-75
• 4.8.1 WIFI模塊的選取65-67
• 4.8.2 WIFI模塊與STM32F103的接口電路及串口通信的實(shí)現(xiàn)67-68
• 4.8.3 ANDROID開發(fā)環(huán)境的搭建68-69
• 4.8.4 ANDROID平臺(tái)的SOCKET通信機(jī)制69-72
• 4.8.5 ANDROID手機(jī)客戶端界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)72-75
• 4.9 本章小節(jié)75-76
• 第五章 樣機(jī)性能測(cè)試及分析76-90
• 5.1 PCB版圖76
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及點(diǎn)亮效果圖76-77
• 5.3 AC-DC模塊性能測(cè)試及分析77-80
• 5.3.1 AC-DC模塊的性能參數(shù)77
• 5.3.2 AC-DC模塊的功率因數(shù)(PF值)77-78
• 5.3.3 AC-DC模塊中MOSFET的柵極及漏極波形78-80
• 5.4 DC-DC模塊的性能測(cè)試及分析80
• 5.5 樣機(jī)整體系統(tǒng)的性能測(cè)試及分析80-89
• 5.5.1 RF遙控控制方案的調(diào)光性能測(cè)試81-82
• 5.5.2 基于ANDROID平臺(tái)的WIFI控制方案的調(diào)光效果圖82-83
• 5.5.3 不調(diào)光時(shí)樣機(jī)性能測(cè)試83-85
• 5.5.4 輸出電流與輸出電壓設(shè)定值的關(guān)系85-86
• 5.5.5 LCD顯示性能測(cè)試86
• 5.5.6 樣機(jī)待機(jī)損耗測(cè)試86-87
• 5.5.7 輸出電壓紋波測(cè)試87
• 5.5.8 電磁干擾(EMI)測(cè)試87-89
• 5.5.9 輸入電壓、電流及總諧波分析89
• 5.6 本章小節(jié)89-90
• 第六章 總結(jié)和展望90-92
• 6.1 總結(jié)90-91
• 6.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明96-98
• 附錄98-100
• 致謝100

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本文編號(hào)：463748