本文關鍵詞：LED驅(qū)動及其監(jiān)控系統(tǒng)的研究

  更多相關文章： LED驅(qū)動電源 準諧振反激變換器 ZigBee網(wǎng)絡 BP網(wǎng)絡

【摘要】：隨著能源危機的加劇,節(jié)能已成為一項重要的議題,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、可控性強等優(yōu)點,已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代照明的主流。本文以LED為對象,主要對LED驅(qū)動及監(jiān)控系統(tǒng)進行了相關研究,設計了一套由高效率、可調(diào)光的LED驅(qū)動電源和基于ZigBee無線網(wǎng)絡傳感器組成的LED燈具系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)LED可調(diào)光及實時監(jiān)控功能,拓展了LED的應用。其主要研究內(nèi)容如下:首先,本文分析了LED驅(qū)動電源的拓撲結(jié)構(gòu),對比了常規(guī)調(diào)光方法的優(yōu)缺點,提出了可PWM調(diào)光的準諧振反激模式變換器的驅(qū)動方案,并結(jié)合APFC技術及原邊反饋技術,最終設計了一款基于準諧振模式的45WLED驅(qū)動器。測試結(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)光深度達到0.8。其次,針對上述LED驅(qū)動器實時監(jiān)控的需求,本文對LED監(jiān)控硬件電路進行了相關研究,開發(fā)了一套基于CC2530的可采集LED驅(qū)動電壓、電流、溫度的LED監(jiān)控硬件電路,并結(jié)合ZigBee無線網(wǎng)絡傳感技術,設計了一套LED實時數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集、顯示與保存功能。最后,本文對LED結(jié)溫預測進行了研究,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型將LED可以實時監(jiān)測的驅(qū)動電參數(shù)推演為LED結(jié)點熱參數(shù),通過搭建上述45W燈具照明系統(tǒng)試驗平臺,進行了輸入電壓、電流和結(jié)溫的測量實驗,利用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡辨識算法,建立了對應系統(tǒng)的輸入輸出網(wǎng)絡模型,通過仿真可以準確得出結(jié)溫與輸入電壓、電流的關系,進而對比LED結(jié)溫與其壽命的對應關系曲線,可以快速預測LED剩余壽命。
【關鍵詞】：LED驅(qū)動電源 準諧振反激變換器 ZigBee網(wǎng)絡 BP網(wǎng)絡
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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)動及監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 LED驅(qū)動器的研究現(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)動及監(jiān)控系統(tǒng)的框架設計14-30
• 2.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)14-15
• 2.2 驅(qū)動方案的選擇15-18
• 2.2.1 LED驅(qū)動拓撲結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.2 LED的調(diào)光方法及特點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技術的原理與特點28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 LED驅(qū)動電源的設計30-52
• 3.1 主電路的設計31-39
• 3.1.1 臨界模式下反激變換器APFC的分析31-32
• 3.1.2 反激變壓器的設計32-36
• 3.1.3 開關管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鉗位保護電路的設計38-39
• 3.2 控制電路的設計39-43
• 3.2.1 芯片供電電路設計40-41
• 3.2.2 電流檢測電阻的設計41-42
• 3.2.3 保護電路的設計42-43
• 3.3 調(diào)光電路的設計43-44
• 3.4 EMI濾波器的設計44-45
• 3.5 驅(qū)動樣機制作與測試45-51
• 3.5.1 實驗樣機與原理圖45-46
• 3.5.2 樣機電參性能測試46-50
• 3.5.3 樣機EMI測試50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 基于Zigbee技術的LED監(jiān)控系統(tǒng)52-77
• 4.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設計52-54
• 4.1.1 電壓電流采樣電路的設計52-53
• 4.1.2 溫度傳感器電路設計53-54
• 4.2 基于CC2530的硬件設計與實現(xiàn)54-58
• 4.2.1 CC2530無線通信芯片簡介54-55
• 4.2.2 CC2530外圍電路的設計55-58
• 4.3 基于CC2530的軟件設計與實現(xiàn)58-69
• 4.3.1 CC2530開發(fā)環(huán)境58-59
• 4.3.2 ZigBee網(wǎng)絡軟件設計59-61
• 4.3.3 采集終端節(jié)點軟件設計61-66
• 4.3.4 協(xié)調(diào)器軟件的設計66-69
• 4.4 上位機監(jiān)控軟件設計69-70
• 4.5 LED監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集實驗70-75
• 4.5.1 LED監(jiān)控系統(tǒng)的實物制作70-72
• 4.5.2 測試數(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)絡的LED結(jié)溫與壽命預測77-86
• 5.1 LED壽命與結(jié)溫預測相關分析77-79
• 5.1.1 LED壽命與結(jié)溫關系77-78
• 5.1.2 LED結(jié)溫與輸入電參數(shù)關系78-79
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)79-80
• 5.3 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的選擇80-81
• 5.4 網(wǎng)絡訓練過程算法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87-90
• 致謝90-91
• 攻讀學位期間的研究成果91

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