基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案
基于PWM调光的高性价比LED台灯设计
上Ｌ Ｅ Ｄ调 光 的方 式 主要 有 ＿ 一种 ： 一 是线 性 调 光 ， 二
是 可控 硅 调光 ， 三是 Ｐ ＷＭ调 光 。 而Ｐ ＷＭ 更 符 合人
变 电压而引起的 Ｌ Ｅ Ｄ寿命降低等现象。
图 １ 系统结构连接
１ 系统 框 架
本 系统采 用 ２ ０只 ５ ｍ ｍ高亮 白光 Ｌ Ｅ Ｄ灯珠 为光源 ，由 Ｎ Ｅ ５ ５ ５ 组成 的多谐振荡器 、 Ｌ Ｔ Ｈ ３ ５ ８ 组
１
．
１ ＮＥ ５ ５ ５多谐 振荡 电路
Ｎ Ｅ ５ ５ ５ 定时器具有成本低 、性能可靠 与电路 简单 等特 点 ， 外 部只需要外接几 个 电阻 、 电容 ， 就
一
上
态， ／ Ｚ （ ｔ ）：［ ／ Ｚ （ ０ ＋ ） 一 （ ∞） ］ ｅ ＋Ｍ （ 。 。 ） ， 其 时间常 数 ｔ ＝Ｃ １ Ｒ等 效， 其 中 由戴维 南 定 理得 Ｒ 等 效＝Ｒ Ｊ
电源 ． 而 且 在 电 压 比较 的同 相端 加 入 Ｒ Ｅ高通 电路 进 行 瞬态 延 时 ． 如 图 ４所 示 的 Ｃ １ 、 Ｒ ２与 Ｒ ５回路 所
Ｎ Ｅ ５ ５ ５ 产生锯齿波来 为后续处理提供信号 。其经
pwm波控制led灯的原理
pwm波控制led灯的原理
摘要：
I.引言
- 介绍PWM 波和LED 灯
- 说明PWM 波控制LED 灯的优势
II.PWM 波的基本原理
- 定义PWM 波
- 描述PWM 波的生成方式
- 解释PWM 波的频率与占空比的关系
III.PWM 波控制LED 灯的原理
- 说明LED 灯的工作原理
- 介绍PWM 波控制LED 灯的方法
- 解释PWM 波控制LED 灯的亮度原理
IV.PWM 波控制LED 灯的应用
- 举例说明PWM 波控制LED 灯在生活中的应用
- 介绍PWM 波控制LED 灯在工程中的优势
V.结论
- 总结PWM 波控制LED 灯的原理及应用
- 展望PWM 波控制LED 灯的发展前景
正文：
I.引言
PWM 波，即脉宽调制波，是一种广泛应用于电子领域的信号调控方式。LED 灯，即发光二极管，是一种具有高效、节能、环保等优点的照明设备。将PWM 波与LED 灯相结合，可以实现对LED 灯的精准控制，提高其性能和应用范围。本文将详细介绍PWM 波控制LED 灯的原理及其应用。
II.PWM 波的基本原理
PWM 波是一种通过对信号脉冲宽度进行调制的技术。在一个周期内，信号脉冲的宽度在不同时间点上发生变化，从而实现对信号的调节。PWM 波的生成方式主要有两种：模拟方式和数字方式。模拟方式是通过改变信号发生器的输入电压来调整脉冲宽度；数字方式则是通过改变数字信号的占空比来控制脉冲宽度。PWM 波的频率与占空比之间存在着密切的关系，频率越高，占空比越小，脉冲宽度越窄，从而能够实现更精细的控制。
III.PWM 波控制LED 灯的原理
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计论文
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3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：（签名）单பைடு நூலகம்：（盖章）
年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
Key words
PWM dimming; clock chip; temperature detection; calendar; infrared
1、设计的总体要求及方案选择
本次设计制作一基于PWM的智能多功能台灯的控制系统，能够通过STC89C52单片机编程实现台灯亮度的调节，并通过显示装置显示出时间，日期，星期，台灯亮度，并且能够进行闹钟定时，能够进行环境温度的检测。功能要求：台灯能够自动调整光强亮度，检测环境温度，显示日历，红外控制等。硬件要求：整个系统的硬件部分包括单片机，键盘、显示和信号输出等。
pwm波控制led灯的原理
pwm波控制led灯的原理
摘要：
一、PWM 波的概念与特点
二、PWM 波控制LED 灯的原理
三、PWM 波控制LED 灯的优点
四、PWM 波控制LED 灯的应用实例
五、总结
正文：
一、PWM 波的概念与特点
脉宽调制（PWM，Pulse Width Modulation）是一种模拟控制技术，通过改变脉冲的宽度来控制输出电压的大小。PWM 波具有可控性强、效率高、响应速度快等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
二、PWM 波控制LED 灯的原理
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种能将电能直接转换为光能的半导体器件。PWM 波控制LED 灯的原理是通过改变PWM 波的占空比，即高电平持续时间与整个周期的比值，来控制LED 灯的亮度。
三、PWM 波控制LED 灯的优点
1.亮度可调：通过改变PWM 波的占空比，可以实现LED 灯的亮度调节，满足不同场合和需求的照明效果。
2.节能环保：PWM 波控制LED 灯可以实现恒流输出，避免LED 灯在电压变化时产生的亮度波动，有效提高LED 灯的使用寿命，降低能耗。
3.系统稳定性高：PWM 波控制LED 灯的电路结构简单，抗干扰能力
强，能够提高整个系统的稳定性。
四、PWM 波控制LED 灯的应用实例
1.舞台灯光：通过PWM 波控制LED 灯的亮度和颜色，实现舞台灯光的多样化和动态效果。
2.车辆信号灯：利用PWM 波控制LED 灯的亮度，实现车辆信号灯的醒目和节能效果。
3.家居照明：利用PWM 波控制LED 灯的亮度和颜色，实现家居照明的舒适和个性化。
基于NE555的PWM调光台灯电路分析
基于NE555的PWM调光台灯电路分析
一种简单有效的PWM调光台灯使用定时器ICNE555在这篇文章中讨论。昨天的线性稳压器，调光器只能达到的最高效率为50％，都远不如相比，基于PWM调光器可以达到效率超过90％。由于较少的功率量作为热量被浪费，开关元件的PWM调光器需要一个较小的散热片，这节省了大量的尺寸和重量。简单地说，基于PWM的灯调光器的最突出的特点是高效率，低物理尺寸。一个12V的PWM调光台灯的电路图中所示。
图1：PWM调光台灯采用NE555
正如你可以看到，NE555定时器IC是有线作为一个非稳态多谐振荡器工作在2.8KHz形成该电路的心脏。电阻R1，R2，POTR3和电容器C1的定时元件。IC的输出占空比可调节使用POTR3。更高的占空比意味着更高的灯泡的亮度，降低占空比意味着降低灯的亮度。二极管D1由通过在充电周期的
非稳态多谐振荡器的下半部分中的POTR3。这样做是为了保持输出频率恒定的占空比无关。晶体管Q1和Q2形成一个达林顿驱动器阶段为12V电灯。
电阻器R4限制了晶体管Q1的基极电流。
了解占空比可变的非稳态多谐振荡器
正如我刚才所说，可变占空比非稳态多谐振荡器根据该电路NE555构成
的基础和良好的知识就可以了是必不可少的设计这样的项目。为了便于解释
的时机侧的非稳态多谐振荡器是在下面的图重新绘制。
图2：占空比可变的非稳态多谐振荡器
作为Rx和Ry分别表示上半部和下半部中的POTR3。考虑的非稳态多谐振荡器的输出是高的起始时刻。现在通过的路径R1，Rx和R2的电容器C1
基于PWM调光的智能多功能台灯设计文献综述
本科毕业设计（文献综述）
题目基于PWM的智能多功能台灯设计
姓名韦洋
专业自动化
学号 ********* 指导教师曹卫锋
郑州科技学院电气工程学院
二○一四年五月
基于PWM的智能多功能台灯设计文献综述
1 前言
台灯是每个家庭的生活必需品，而普通的台灯功能简单，用途单一。随着电子科技的发展，台灯作为人们经常使用的生活必需品也有着很大的发展。逐步朝着多功能化，智能化的方向发展。根据自身所学知识结合实际情况制作一种智能台灯，主要实现台灯的基本照明功能功能，能够智能的调节台灯亮度，能够显示室内温度，拥有万年历时钟功能。随着家用电器的发展，作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化多功能化。
2台灯的发展的发展背景
虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。但是，随着现代电子技术的发展和人们的需求变化，传统的台灯已经感受到产品更新换代的威胁。与其他的智能化家用电器一样，智能化台灯有许多普通按键台灯所无法比及的优势，智能化台灯一方面可以更节省电能，有利于环保。现今台灯种类样式繁多，灯泡分为：节能灯，白炽灯，LED灯泡。控制方式有：开关控制，触控式，亮度可调式，甚至声控。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[1]。基于白光LED 的固态照明，是一种典型的绿色照明方式[2]。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。
3基于PWM调光的智能LED台灯的发展现状
调光台灯的毕业设计
调光台灯的毕业设计
引言
调光台灯是一种能够根据用户需求来调节亮度的灯具，广泛应用于办公室、学
习室和卧室等场所。随着科技的发展和人们对舒适环境的追求，调光台灯的需求越来越大。本文将介绍一个以调光台灯为主题的毕业设计方案，旨在研究和开发一款功能强大且易于使用的调光台灯。
设计目标
1. 功能需求
•调节亮度：用户可以通过调节台灯的亮度来获得适合自己的光照环境。
•色温调节：台灯可以提供不同色温的照明，从冷色调到暖色调，以满足用户的不同需求。
•定时功能：用户可以设置定时关闭台灯，以节约能源。
•省电模式：台灯在未使用一段时间后，自动进入省电模式，降低功耗。
•多种控制方式：台灯可以通过物理按钮、遥控器或手机应用来进行控制。
2. 技术需求
•调光技术：采用PWM（脉宽调制）技术来实现亮度的调节。
•色温调节技术：通过LED灯珠的组合和控制来实现不同色温的调节。
•定时功能实现：使用单片机和定时器来实现定时开关功能。
•控制方式实现：选择合适的无线模块和通信协议，如无线射频、蓝牙或Wi-Fi，实现多种控制方式。
设计方案
1. 硬件设计
a. 调光电路设计
•使用PWM技术来实现亮度的调节，通过调节PWM占空比来控制LED灯珠的亮度。
•选择合适的功率驱动电路来提供稳定的电流和电压供应给LED灯珠。
b. 色温调节电路设计
•通过使用不同色温的LED灯珠的组合，结合电路控制来实现色温的
调节。
•使用专用芯片或电路来控制LED灯珠的亮度和色温。
c. 控制电路设计
•选择合适的单片机或微处理器来实现台灯的控制功能。
•如果需要实现无线控制功能，选择合适的无线模块并进行相应的连接和配置。
基于单片机的PWM调光灯
基于单片机的PWM调光灯
摘要
PWM调光是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光 LED驱动器的调光技术。应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光 LED 的亮度。PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高！例如在手机的系统中，利用一个专用 PWM 接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号，该信号通过一个电阻，连接到驱动器的 EN 接口。多数厂商的驱动器都支持PWM 调光。
不管用Buck, Boost, Buck-Boost还是线性调节器来驱动LED，它们的共同思路都是用驱动电路来控制光的输出。一些应用只是简单地来实现“开”和“关”地功能，但是更多地应用需求是要从0到100%调节光的亮度，而且经常要有很高的精度。设计者主要有两个选择：线性调节LED电流（模拟调光），或者使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高的频率工作来改变光输出的平均值（数字调光）。使用脉冲宽度调制（PWM）来设置周期和占空度（图1）可能是最简单的实现数字调光的方法，并且Buck调节器拓扑往往能够提供一个最好的性能。
关键词数字脉冲/占空比/驱动电路/线性调节
Based on SCM PWM dimming the lights
ABSTRACT
PWM dimming is a simple digital pulse, the repeated switching of white LED driver dimming technology. Application of the system only needs to provide a wide, narrow different digital pulse, can easily change the output current, thereby regulating the brightness of white light LED. PWM dimming has the advantage of being able to provide high quality white light, and the application of simple, high efficiency! For example, in a mobile phone system, using a special PWM interface can easily generate arbitrary duty cycle of the pulse signal, the signal is passed through a resistor, connected to the drive EN interface. Most manufacturers drive support PWM dimming.
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。
基于51单片机PWM调光灯设计
基于51单片机PWM调光灯设计
引言
随着科技的不断发展，人们对照明的要求也越来越高，不再满足于简
单的开关式灯光，而是更加注重光线的亮度调节。PWM调光技术由于其调
光范围广、控制精度高等特点成为了一种常见的调光方式。本文将以51
单片机为基础，介绍一种基于PWM调光技术的灯光系统设计。
一、原理概述
PWM调光技术即脉宽调制技术，通过不同占空比的高电平信号，控制LED灯的亮度。根据一个固定的周期周期（T），将周期平均分为一个个
等间隔的时间段，根据每个时间段内高电平信号的占空比（即高电平的持
续时间占整个周期的比例）控制LED灯的亮度。
二、系统设计
本系统主要由51单片机、脉冲宽度调制模块、MOSFET和LED灯组成。其中，51单片机负责生成PWM控制信号，脉冲宽度调制模块用于接收单
片机的PWM信号并产生相应的电压信号，MOSFET用于根据电压信号调节
电流，最终通过LED灯发出可调亮度的光线。
三、硬件设计
1.电源电路设计：
本系统使用12V直流电源供电，通过稳压电路将电压稳定在5V，用
于驱动51单片机和脉冲宽度调制模块。
2.PWM信号生成电路设计：
需要为51单片机提供一个定时器来生成PWM信号。可选择定时器2，使用定时器2的PWM输出功能。将定时器2的输出引脚接到脉冲宽度调制
模块。
3.脉冲宽度调制模块设计：
根据PWM信号的不同占空比，需要将其转换为相应的电压信号。可以
使用一个RC电路来实现。具体电路如下：
将51单片机的PWM信号通过一个三极管经过RC滤波后，输入到MOSFET的栅极，控制MOSFET的导通和关断。
调光台灯电路设计
调光台灯电路设计
一、引言
调光台灯是一种功能强大的照明设备，它可以根据用户的需求调整亮度，提供适合工作、学习或休息的光线。本文将介绍一个基于直流供电的调光台灯电路设计。
二、电路设计
1.电源部分
台灯电路需要一个直流供电电源。我们可以使用一个稳压器来将输入电压稳定在合适的范围。以5V为例，我们可以选择LM7805稳压器作为电源控制芯片。该芯片安装简便，在输入端接入电源线路，输出端连接到电路的供电点即可。
2.光源控制部分
为了实现调光功能，我们需要引入一个PWM（脉冲宽度调制）信号来控制LED灯的亮度。PWM信号的特点是高频率的宽度可变的脉冲，通过调整脉冲宽度的占空比来改变LED的亮度。
为了产生PWM信号，我们可以选择一个微控制器或者专用的PWM控制芯片，如NE555、在本设计中，我们选择使用NE555来产生PWM信号。
基本的NE555电路配置如下：
-电源引脚：VCC接电源正极，GND接电源负极。
-触发引脚(TRIG)：接一个输入信号电阻R1，从而将NE555初始设为稳定状态。
-控制引脚(CONT)：接一个变阻器RV1，用于调节脉冲宽度。
-输出引脚(OUT)：接一个输出电阻R2和一个二极管D1，然后将LED
灯并联连接。
该电路中，可通过调节变阻器的阻值来改变输出脉冲的宽度，从而控
制LED灯的亮度，实现调光效果。
3.保护功能部分
为了保护电路，在电路的输入端和输出端分别添加保护元件。
-输入端：我们可以使用快恢复二极管，用于防止过电流和反向电压。
-输出端：我们可以使用限流电阻，用于限制输出电流，避免LED灯
基于PWM的无级调光LED驱动电路设计共3篇
基于PWM的无级调光LED驱动电路设
计共3篇
基于PWM的无级调光LED驱动电路设计1
无级调光LED驱动电路设计
PWM调制是现代电子技术中广泛使用的一种技术，它通过调节与维持多种输出点之间的准确关系，使得电子器件能够控制电力用于对外输出。在LED灯的驱动电路中，PWM调制技术同样得到了广泛的应用。本文旨在介绍基于PWM技术的无级调光LED驱动电路的设计原理和具体实现
方法。
1. PWM技术原理
PWM技术是利用开关元件不断地开关，将直流电按照一定的占空比转换成为具有高频脉冲的电压信号，从而精准地控制输出的电力大小。PWM
技术可以实现模拟信号的数字化，进而通过数字控制进行输出。这种
技术的优势包括：
（1）工作效率高：PWM驱动电路的输出信号是具有脉冲宽度和周期的
高频脉冲信号，其输出的平均值可以由占空比决定，因此电力传输效
率高。
（2）输出精度高：PWM技术可以便捷地实现数字控制输出，利用数字
序列、计数器等实现精准控制。
（3）抗干扰能力好：PWM技术输出的是高频脉冲信号，因此能够减少
对噪声等外部干扰的影响，保证输出效果。
由于PWM技术的优势，其在LED灯的驱动电路中得到了广泛的应用。
下面我们将介绍基于PWM技术的无级调光LED驱动电路的具体设计方法。
2. 无级调光LED驱动电路设计
（1）PWM信号的产生与控制
PWM信号的产生与控制是无级调光LED驱动电路的核心。其原理是通过对PWM信号的频率和占空比进行控制，进而实现对LED的亮度进行精
准控制。该电路实现的具体步骤如下：
步骤一：产生基础信号
在无级调光LED驱动电路中，我们需要产生一种基础的PWM信号，以
电子调光台灯设计报告
电子调光台灯设计报告
摘要
本报告介绍了一款电子调光台灯的设计方案。该台灯采用电子调光技术，可以根据用户的需求调整亮度，提供舒适的照明环境。设计方案中包括硬件电路设计和软件控制系统的设计。通过该台灯的设计和实现，提供了一个功能强大、灵活性高的照明设备，可适用于各种场景。
引言
随着人们对于生活品质的不断追求，台灯作为一种重要的照明设备，在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。传统的台灯通常具有固定的亮度，不能满足不同时间和环境下的需要。因此，研发一种能够根据用户需求调整亮度的电子调光台灯非常有意义。
设计方案
硬件电路设计
电子调光台灯的核心是调光电路。调光电路采用了PWM（脉宽调制）技术，通过改变高低电平的时间占比来控制亮度。具体的硬件电路设计包括以下几个部分：
1. 电源模块
台灯的电源模块采用了稳压电源，将交流电转换为直流电，提供给其
他模块使用。
2. 控制模块
控制模块包括微控制器和PWM调光电路。微控制器采用了高性能的ARM处理器，具有强大的计算和控制能力。PWM调光电路可以通过微控制器发送不同的PWM信号来控制台灯的亮度。
3. 光源模块
光源模块采用了LED灯作为台灯的发光元件。LED灯具有低能耗、长寿命和高亮度等优点，非常适合用于台灯。
软件控制系统设计
软件控制系统是电子调光台灯的重要组成部分，它负责与硬件电路进行交互，实现用户对亮度的调整。软件控制系统的设计主要包括以下几个方面：
1. 用户界面
用户界面是用户与台灯进行交互的窗口，可以通过触摸屏或按钮等方式实现。用户界面提供了调整亮度的选项，用户可以根据自己的需求选择适当的亮度。
pwm控制led亮度的原理和方法
pwm控制led亮度的原理和方法
以PWM控制LED亮度的原理和方法
引言：
在电子设备中，LED广泛应用于各种场景，如显示屏、照明等。而控制LED的亮度是一项重要的任务。本文将介绍使用PWM（脉宽调制）控制LED亮度的原理和方法。
一、PWM控制LED亮度的原理
PWM是一种通过改变信号的占空比来控制电路输出的方法。在LED控制中，通过改变LED的驱动电流来控制亮度。而PWM控制LED亮度的原理就是通过改变PWM信号的占空比来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。
PWM信号是一种周期性的方波信号，其周期T可以根据需要调节。占空比D定义为PWM信号高电平的占比，即高电平时间TH与周期T的比值。通过改变占空比D，可以改变PWM信号的高电平时间，进而改变驱动电流的平均值。
驱动电流的平均值与LED的亮度成正比。当PWM信号的占空比D 较小时，驱动电流的平均值较小，LED的亮度较暗；当PWM信号的占空比D较大时，驱动电流的平均值较大，LED的亮度较亮。
二、PWM控制LED亮度的方法
PWM控制LED亮度的方法主要有以下几种：
1. 使用PWM芯片控制：
在一些需要频繁调节LED亮度的场景中，可以使用专门的PWM芯片来控制。这种方法需要外接PWM芯片，通过设置相关寄存器来控制PWM信号的占空比。通过改变占空比，来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。
2. 使用单片机控制：
在一些需要程序化控制的场景中，可以使用单片机来控制PWM信号。单片机具有较强的计算和控制能力，可以根据需要编写程序来控制PWM信号的占空比。通过改变占空比，来改变驱动电流的平均值，从而控制LED的亮度。
一种基于PWM 的LED 照明调光控制系统[发明专利]
![一种基于PWM 的LED 照明调光控制系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a9d393a5a8956bec0875e317.png)
专利名称：一种基于PWM 的LED 照明调光控制系统专利类型：发明专利
发明人：丁镇生
申请号：CN201410337715.6
申请日：20140715
公开号：CN104066258A
公开日：
20140924
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于PWM的LED照明调光控制系统，包括为系统提供电能的电池充电电路、通过调节PWM波形的占空比来控制LED亮度的PWM调光电路和对系统的电源电压进行检测、当电源电压低于一定值时发出报警信号的电压检测电路。在该系统中，采用PWM控制技术，利用PWM 连续调光，电路在PWM波形的高电平时刻驱动场效应管导通，点亮大功率LED进行照明，当PWM波为低电平时，场效应管截止，但是由于人眼具有滞留效应，视觉并非一亮一灭，而属于长亮状态。
申请人：大连交通大学
地址：116028 辽宁省大连市沙河口区黄河路794号
国籍：CN
代理机构：大连东方专利代理有限责任公司
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基于51单片机的PWM调光灯设计
摘要
目前市场上的LED台灯，作为LED的绿色护眼光源产品而进行开发和研究，还是作为我国的照明推广家用型产品。随着时代的变迁，社会的发展，节能和环保这一主题已经是当今社会必要发展的目标了、健康与人们的日常生活变得密不可分，科技的进步，也使家电更加智能化和人性化。台灯作为家电中基础的，也是必不可少的，所以，提出PWM调光灯设计。
本设计主要是将STC89C51RC单片机作为控制核心，这是将多种功能集于一体的智能LED台灯。该台灯具有手动、自动两种调节亮度的方式；主要的产品功能有呼吸模式、红外遥控操作等等。硬件的设计部分为单片机控制模块、按键控制模块、照明显示模块、光敏感应模块、LED灯指示报警模块、远程遥控模块等组成。单片机主要控制芯片型号选用STC89C51RC，LED指示报警模块选择三种颜色不同的LED指示灯来显示三种不同的工作模式，通过按键控制模块进行调整和控制工作模式和LED亮度程度，照明模块选用草帽型12白光LED，光敏感应模块采用可以对光敏信号的采集芯片ADC0832，并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节。可以通过红外遥控远距离无线遥控，通过单片机C语言编程进行软件设计，将所需的设计要求全部可以进行功能的控制。
关键词
LED台灯光度PWM调光自动调节
Abstract
LED lamp as LED green lighting products, as the country to promote the use of green lighting products. With the development of the times,energy saving and environmental protection, health and the peopledaily life are inseparable, the progress of science and technology,also makes home appliances more intelligent and humanized. The lamp as home appliances based, so is also essential,, put forward PWM dimming the lights design.
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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
与P3.7 作为S2~S6 按键系统。P1.1 作为PWM 信号的输出端并连接PT4115 芯片DIM 端，用于PWM 调光控制。系统晶振电路由12MHZ 晶振与两个30PF 电容组成;复位电路则由S1 按键、10K 电阻与10uF 电解电容构成。主控系统电路如图2 所示。
图2 单片机主控系统电路图
1.2 恒流驱动系统
本设计 L ED 光源采用相互并联方式，共由20 只5mm 高亮度小功率LED 灯珠组成;每只LED 灯珠的压降约3.1V,工作电流约20mA.由白光LED 的正向伏安特性可知，当LED 端电压超过其正向导通电压后，较小的电压波动都会导致工作电流的的剧烈变化，从而影响LED 的正常使用，固LED 宜采用恒流驱动方式。因此，本设计LED 采用高性能PT4115 恒流芯片驱动，PT4115 是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源芯片，能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出;其采用6~30V 宽电压输入，输出电流可达1.2A,转换效率高达97%,
输出电流精度达?5%.该芯片内部含有抖频特性，极大的改善EMI,同时具有过温、过压、过流、LED 开路保护等多种功能。该芯片适合用于绿色照明LED灯的驱动电路，具有应用电路非常简洁的优点。LED 恒流驱动电路如图3 所示。
图3 LED 恒流驱动系统电路图
通过 PT4115 芯片上的DIM 端，可以方便的进行模拟或PWM 调光。由于模拟调光是直接改变流过LED 电流的大小来实现亮度调节，除了亮度会改变以外，也会影响白光的质量，即不同电流下发出的白光存在色偏。因此，本设计采用PWM 调光方案，PWM 调光的基本原理是保持LED 正向导通电流恒定，而通过控制电流导通和关断的时间比例，即改变输入脉冲信号的占空比，使LED 产生亮暗变化;并利用人眼的视觉残留效应，当LED 亮暗变化频率大于120Hz 时，人眼就不会感觉到闪烁，而看到是LED 的平均亮度。PWM 调光的优势是LED 正向导通的电流是恒定的，LED 的色度就不会像模拟调光时产生变化。
PT4115 恒流驱动输出的电流值计算公式为:
IOUT =(0.1×D)/ Rs (D 为方波信号占空比，Rs 为限流电阻。
本设计 LED 光源采用20 只小功率白光LED 灯珠并联方式，且每只LED 灯珠额定电流为20mA,则PT4115 恒流驱动输出最大电流IOUT 应为400mA,因此Rs 选取0.25 Ω 电阻。
L1 为镇流电感，选取68μ H,用于稳定通过LED 的电流。D1 是续流二极管，当芯片内部MOS 管截止状态时为储存在电感L1 中的电流提供放电回路;由于工作在高频状态，D1 选用正向压降小且恢复速度快的肖特基二极管SS24.
PWM 脉冲信号则由单片机P1.1 产生，其高低电平决定LED 的通断状态。将定时器T0溢出中断定为1/2500 秒(即400μ S)，每10 次脉冲作为一个周期，即频率为250HZ.这样，在每1/250 秒的方波周期中，通过改变方波的输出占空比，从而实现LED 灯的10 级亮度调节，即LED 亮度等级由每个周期内的高电平脉冲数目决定。当高电平脉冲个数为1 时，占空比为1/10,亮度最低，其调光原理如图4 所示;当高电平脉冲为10 时，占空比为1,LED亮度最高。
图 4 PWM 调光原理图
1.3 时钟系统
时钟系统采用高性能的DS12C887 时钟芯片，该芯片功能丰富，使用简单，是一款高精度实时时钟芯片;其可以自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，具有闰年补偿及闹钟(定时)功能，并且内部自带有锂电池，外部掉电时，仍可维持时钟准确，其内部时间信息能够保持10 年之久;外部系统断电后，用户无需重新设定时间。
DS12C887 时钟芯片有两种总线工作模式，即Motorola 和Intel 模式。本设
计选用Intel模式，即将芯片第一引脚MOT 接GND.同时，时钟系统设置为24 小时模式，寄存器存储模式选为二进制格式。P0.0~P0.7 连接其地址数据复用端口