本文關(guān)鍵詞：LED驅(qū)動(dòng)及其監(jiān)控系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著能源危機(jī)的加劇,節(jié)能已成為一項(xiàng)重要的議題,而作為用電大戶的照明也面臨著巨大的改革。在此背景下,LED由于其有著節(jié)能環(huán)保、光效高、壽命長(zhǎng)、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代照明的主流。本文以LED為對(duì)象,主要對(duì)LED驅(qū)動(dòng)及監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)研究,設(shè)計(jì)了一套由高效率、可調(diào)光的LED驅(qū)動(dòng)電源和基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器組成的LED燈具系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)LED可調(diào)光及實(shí)時(shí)監(jiān)控功能,拓展了LED的應(yīng)用。其主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文分析了LED驅(qū)動(dòng)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對(duì)比了常規(guī)調(diào)光方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了可PWM調(diào)光的準(zhǔn)諧振反激模式變換器的驅(qū)動(dòng)方案,并結(jié)合APFC技術(shù)及原邊反饋技術(shù),最終設(shè)計(jì)了一款基于準(zhǔn)諧振模式的45WLED驅(qū)動(dòng)器。測(cè)試結(jié)果表明,在198-264V交流輸入電壓范圍內(nèi),其轉(zhuǎn)換效率大于0.90,功率因數(shù)大于0.99,并且調(diào)光深度達(dá)到0.8。其次,針對(duì)上述LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求,本文對(duì)LED監(jiān)控硬件電路進(jìn)行了相關(guān)研究,開(kāi)發(fā)了一套基于CC2530的可采集LED驅(qū)動(dòng)電壓、電流、溫度的LED監(jiān)控硬件電路,并結(jié)合ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù),設(shè)計(jì)了一套LED實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、顯示與保存功能。最后,本文對(duì)LED結(jié)溫預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型將LED可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的驅(qū)動(dòng)電參數(shù)推演為L(zhǎng)ED結(jié)點(diǎn)熱參數(shù),通過(guò)搭建上述45W燈具照明系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了輸入電壓、電流和結(jié)溫的測(cè)量實(shí)驗(yàn),利用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)算法,建立了對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的輸入輸出網(wǎng)絡(luò)模型,通過(guò)仿真可以準(zhǔn)確得出結(jié)溫與輸入電壓、電流的關(guān)系,進(jìn)而對(duì)比LED結(jié)溫與其壽命的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線,可以快速預(yù)測(cè)LED剩余壽命。
【關(guān)鍵詞】：LED驅(qū)動(dòng)電源 準(zhǔn)諧振反激變換器 ZigBee網(wǎng)絡(luò) BP網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM923.34;TP277
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景與意義9
• 1.2 LED產(chǎn)業(yè)的前景9-10
• 1.3 LED驅(qū)動(dòng)及監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 LED驅(qū)動(dòng)器的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 LED監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 LED驅(qū)動(dòng)及監(jiān)控系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)14-30
• 2.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)14-15
• 2.2 驅(qū)動(dòng)方案的選擇15-18
• 2.2.1 LED驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.2 LED的調(diào)光方法及特點(diǎn)17-18
• 2.3 功率因數(shù)校正18-23
• 2.3.1 功率因數(shù)校正的基本概念18-19
• 2.3.2 無(wú)源功率因數(shù)校正19
• 2.3.3 有源功率因數(shù)校正19-21
• 2.3.4 APFC電路結(jié)構(gòu)21-23
• 2.4 準(zhǔn)諧振反激變換器工作狀態(tài)分析23-28
• 2.4.1 QR反激變換器工作原理分析23-24
• 2.4.2 反激變換器的小信號(hào)模型分析24-27
• 2.4.3 反激式PFC電路原理27-28
• 2.5 LED監(jiān)控系統(tǒng)的方案28-29
• 2.5.1 各種監(jiān)控系統(tǒng)的比較28
• 2.5.2 ZigBee技術(shù)的原理與特點(diǎn)28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)30-52
• 3.1 主電路的設(shè)計(jì)31-39
• 3.1.1 臨界模式下反激變換器APFC的分析31-32
• 3.1.2 反激變壓器的設(shè)計(jì)32-36
• 3.1.3 開(kāi)關(guān)管MOSFET的選擇36-37
• 3.1.4 輸入與輸出整流二極管的選擇37
• 3.1.5 輸出濾波電容的選擇37-38
• 3.1.6 RCD鉗位保護(hù)電路的設(shè)計(jì)38-39
• 3.2 控制電路的設(shè)計(jì)39-43
• 3.2.1 芯片供電電路設(shè)計(jì)40-41
• 3.2.2 電流檢測(cè)電阻的設(shè)計(jì)41-42
• 3.2.3 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)42-43
• 3.3 調(diào)光電路的設(shè)計(jì)43-44
• 3.4 EMI濾波器的設(shè)計(jì)44-45
• 3.5 驅(qū)動(dòng)樣機(jī)制作與測(cè)試45-51
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)與原理圖45-46
• 3.5.2 樣機(jī)電參性能測(cè)試46-50
• 3.5.3 樣機(jī)EMI測(cè)試50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 基于Zigbee技術(shù)的LED監(jiān)控系統(tǒng)52-77
• 4.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)52-54
• 4.1.1 電壓電流采樣電路的設(shè)計(jì)52-53
• 4.1.2 溫度傳感器電路設(shè)計(jì)53-54
• 4.2 基于CC2530的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)54-58
• 4.2.1 CC2530無(wú)線通信芯片簡(jiǎn)介54-55
• 4.2.2 CC2530外圍電路的設(shè)計(jì)55-58
• 4.3 基于CC2530的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)58-69
• 4.3.1 CC2530開(kāi)發(fā)環(huán)境58-59
• 4.3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)59-61
• 4.3.3 采集終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)61-66
• 4.3.4 協(xié)調(diào)器軟件的設(shè)計(jì)66-69
• 4.4 上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)69-70
• 4.5 LED監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)70-75
• 4.5.1 LED監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)物制作70-72
• 4.5.2 測(cè)試數(shù)據(jù)及整理72-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 第五章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的LED結(jié)溫與壽命預(yù)測(cè)77-86
• 5.1 LED壽命與結(jié)溫預(yù)測(cè)相關(guān)分析77-79
• 5.1.1 LED壽命與結(jié)溫關(guān)系77-78
• 5.1.2 LED結(jié)溫與輸入電參數(shù)關(guān)系78-79
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)79-80
• 5.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇80-81
• 5.4 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程算法81-83
• 5.5 結(jié)果仿真83-85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 第六章 總結(jié)與展望86-87
• 6.1 課題總結(jié)86
• 6.2 課題展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 致謝90-91
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果91

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本文編號(hào)：1001446