LED楼道灯照明电路课程设计

L

E

D

楼

道

灯

照

明

电

路

课

程

设

计

课程设计名称：LED楼道灯照明电路课程设计时间：2012.05.30~2012.06.04 学校名称：萍乡高等专科学校

学生系别：机电系

学生班级：10电子

学生姓名：邓宝强

学生学号：10353010

目录

前言

众所周知，白炽灯是爱迪生的重要发明，这一发明使人类的夜晚从此告别了黑暗，迎来了光明。但白炽灯太耗电了，占据照明灯主要市场的白炽灯由节能型的光源灯取代，是无可争辩的事实。于是节能，环保且寿命长的LED灯应运而生，其应用，发展势头在近几年，一年比一年迅猛，是一个很好的例子。随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得尤为重要，在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。曾经不被人们所重用的如声音，光等如今在电子信息技术方面都得到了广泛的应用，尤其是光能更是人们有待开发的具大的能源宝库。电子信息技术发展的主要目标是实现高度智能化，在减少以至不需要人为干预下使机器能独立处理各种工作。智能化照明电路也是如此，如我们所熟知的走道照明电路其智能化实现方法是利用了声学·光学·电子学·原理的结合。目前,我国能源危机日益严峻,而半导体照明可达到节能目的,LED固态照明被认为是21世纪的照明新节能光源。发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是由于半导体材料中电子与空穴的复合而产生光子,属于冷光发光,较传统的灯泡有许多的优点,如:①寿命长、耗电量低:寿命长达10万h,消耗能量较光效的白炽灯减少90%;②驱动电压低:LED使用低压电源,供电电压在6～24V之间;③适用性:尺寸很小,,每个单元LED可以制备成各种形状的器件,并且适用于易变的环境;④对环境污染:本身不含汞、铅等有害物质,无红外和紫外污染,不会在生产和使用中对外界产生污染。LED不仅可以应用于白光通用照明,在其它很多方面已经得到了广泛的应用,如各种仪器仪表的指示光源、装饰照明(景观、家居、休闲、商用装饰)、汽车等各类交通工具照明、交通信号显示、背景显示、电子屏幕、军用照明及旅游、轻工业产品等。正如我们所了解到的,我国首都北京率先开始了LED照明灯的推广和使用,在2008奥运会的会馆“鸟巢”中,已大量采用LED灯具做为照明光源,在上海的2010世博会建筑中也大量使用了LED灯具。

一、电路的各部分工作原理

（1）电源部分

LM317是一款输出可调的正电压线性稳压器，它的工作原理实际就是对输出电压进行实时采样，并以采样电压进行负反馈，来调节输出管的动态电阻和压降而使输出电压保持稳定。比如，由于输入电压下降或负载电流增大而使输出电压产生下跌，这时候LM317就会通过上述的一系列动作（采样、负反馈、调整）使输出管的电阻减小，这样就使管压降也减小从而在很大程度上抵消了使输出电压下降的那些因素的影响，使输出电压保持基本稳定。

用LM317为核心的可调式直流稳压电源代替蓄电池，其输出端用绿色发光二

极管作指示。LM317电源输出电压能在 6.0V~15.0V范围内可调，确保实现Uo<8.5V时，蓄电池充电，而Uo>12V时停止充电。该电源为所有电路直接供电，即使是给集成运放LM358提供比较基准电压的集成稳压器件7806，其输入电压也必须取自LM317的输出电压Uo，如图1是电源电路图。

○1晚上供电：

电磁继电器K平时处于常闭态。光敏三极管V T5控制蓄电池对外供电与接受充电的工作。晚上，光敏三极管VT5无自然光照射时，截止，其集电极为高电位，施密特触发器（CD40106）输出端为低点位，VD7不通，K不动作，维持原态（常闭），蓄电池为楼道LED及其控制电路供电。

○2白天充电：

白天，有自然光照射在VT5三极管上，便导通。使VT5几点几点为下降为低点位，触发器（CD40106）输出端为高电平，VT2饱和导通，K动作，其常闭点断开并接通充电电路，红色发光管亮，故白天电池处于充电态，补充电池晚上为照明电路供电所降低的电压。

○3电池的保护。为了延长蓄电池的使用寿命，不应过放电，也不要过充电，应设置保护措施。通常蓄电池电压高于正常值20%时，应自动切断充电电路；而蓄电池放电时，避免其电压低于正常值的25%，能自动转向充电。电池平时为10V，当放电到输出电压Uo<=8.5V时，电压比较电路（RP2、R3、R5、VD8与IC3B 组成）的运放IC3B输出高电压，VT2饱和导通，K动作，断开供电改为充电状态（红色发光管亮）；当电池充电到Uo>=12V时，电压比较电路（RP3、R4、R5、VD8与IC3A、IC4B组成）的运放IC3A输出高电平，IC4B输出低电平，VT2基极电位降低，使VT2截止，K失电，转回常闭态，断开充电，恢复供电。

图1 电源电路图

（2）光---电控制部分

○1光敏三极管（用开关来代替）VT5。他控制电池白天自动充电，晚上对LED 灯及其控制电路供电。

○2光敏电阻RG控制LED照明灯白天失电，晚上可得电。

RG与可调电阻RP5串接后并联在供电电池的正负两端。白天，RG与RP5分压后给集成运放IC5C，IC5D提供的反相端电压远高于同相端电压。调整RP5阻值，可确保即使同相端有输出信号电压也不至于高于反相端电位，于是运放IC5D 输出低电平，双向晶闸管VS不被触发而断开LED灯的供电电路，故照明灯白天不亮。晚上，正好相反，RG暗阻很大，RP5得到的压降很小，IC5C与IC5D 的反相端电位绝对值较小，只要IC5C与IC5D同相端有信号输入，IC5D就能输出高电平，触发双向晶闸管VS导通，LED照明灯打开供电通路而亮灯。（3）声控电路

驻极体话筒BM（用开关代替）通过偏置电阻R12接入点路，C4为信号耦合电容，VT3与VT4为直接耦合放大器。BM未接收声音时，VT3饱和，当BM接收到声音信号后，VT3集电极电位上升，VT4集电极电位下降，IC5B输出点位升高，导致IC5C与IC5D同相端电位高于反相端，使之均输出高电平，双向晶闸管VS触发导通，LED照明灯亮。但是尽管IC5C与IC5D反相端电平较低（因RG暗阻大），但当驻极体没接收到声音时，运放IC5D输出仍为低电平，不足以触发多向晶闸管VS。可见，要LED照明灯亮，必须同时具备一是晚上，二是有声音传给驻极体话筒，如图2是声控电路图。

图2 声控电路图

（4）延时电路

当LED照明灯发光后至少延时10秒钟，此后若楼道无声音发出，LED照明灯便自动熄灭，否则第二次声响后，楼道灯还需延时10秒钟。延时电路由RP6，C5组成，D10是隔离二极管，当IC5C输出端为高电平时，能通过二极管D10很快向C5充电，充电时间常数T=RdC5（Rd为D10的正向导通电阻）较小，