可纳入物联网的LED驱动器的研究与设计

摘要

随着能源危机的日益严重，人们已经深深的认识到了节能的重要性与迫切性。而占能源消耗重要地位的人类照明领域，更是一个需要节能的“大户”。LED作为新型绿色光源，因其高节能、环保、寿命长等显著优点，得到了广泛的应用发展。
　　在LED照明领域，因LED是低压冷光源，其寿命及发光效率受驱动电源性能和周围环境的影响，因此需要开发高效可靠的LED驱动电源LED与之配套。并且人们也越来越追求LED照明的智能化与网络化，而在网络型智能LED照明系统中可以采用特定的技术手段实现对照明设备的控制，其中的一种手段就是通过对LED驱动器的智能控制实现。因此研究与设计可纳入物联网的LED驱动器具有重要的现实意义。
　　本文首先介绍了课题的研究背景与意义，接着介绍了LED的基础知识及LED驱动电源的特性，物联网概论，并对LED驱动器智能控制发展现状进行了论述，对可纳入物联网的LED驱动器的设计中涉及到的功率因数校正技术、单级PFC反激变换器、降压恒流等电路、EMC、智能联网控制等关键的技术进行深入研究，在此基础上设计了一款70W的可纳入物联网的LED驱动器。本设计采用两级模式即：基于OB6563的单级PFC反激式恒压电路和基于HV9910的降压恒流电路，并有一个外接PWM信号接口。智能联网控制系统则是以PIC16LF877A作为主控制器，基于测温模块、时钟模块、显示模块、电流采集模块、通过PIC单片机的数据处理及W5100以太网通信模块数据传输，输出恒定频率不同占空比的PWM信号，并将该信号加到LED恒流驱动器的PWM信号接口达到控制驱动电源输出电流大小的功能，实现了对LED驱动器的智能化网络控制。本文详细介绍了系统的硬件电路设计，包括了LED驱动电源主体设计及智能联网控制系统硬件电路设计。并介绍了智能联网控制系统的软件开发环境，系统软件部分实现的整体功能，并详细论述了系统各个模块中软件设计的思想及程序代码的实现。
　　最后对设计的70WLED驱动电源样机进行了相关的测试，并对测试的波形进行分析。测试结果表明，该驱动器在宽电压条件下能够正常工作，EMC达标，PF大于0.9，转化效率达到87％。达到了预期的设计目标。同时对智能联网控制系统进行测试分析，并对整个系统进行联调实验，测试结果表明该系统控制功能稳定，以太网通信良好，达到了智能联网控制的目的。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 LED相关知识介绍

1.3 LED驱动电源及实现其智能控制概述

1.4 物联网简介

1.5 本课题的主要研究内容

第二章 系统方案选择

2.1 LED照明系统

2.2 LED照明系统智能控制系统方案选择

2.3 LED驱动器方案选择

2.4 本章小结

第三章 系统硬件电路设计

3.1 LED驱动电路设计

3.2 智能联网控制电路设计

第四章 系统软件部分设计

4.1 系统软件开发环境介绍

4.2 系统软件部分实现的总体功能分析

4.3 温度采集模块程序设计

4.4 时钟模块子程序设计

4.5 以太网通信模块子程序设计

4.6 PWM信号子程序设计

4.7 本章小结

第五章 系统功能测试与结果分析

5.1 LED驱动器测试与分析

5.2系统控制功能的测试与分析

第六章 工作总结和展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目