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LED智能驱动系统设计

LED照明是全球节能的主流,而大功率LED照明更是今后世界的照明发光系统的主流趋势。大功率LED具有亮度高、节能环保、安全性和稳定性高等特点,比传统光源节电60%~70%.根据市场上的现有的大功率LED射灯产品,设计了可应用于走廊、楼梯、教室等场所的智能照明系统。

  引言

  LED照明是全球节能的主流,而大功率LED照明更是今后世界的照明发光系统的主流趋势。大功率LED具有亮度高、节能环保、安全性和稳定性高等特点,比传统光源节电60%~70%.

  传统的声光控延时控制器能很好地实现对灯的控制,在光线黑暗时或晚上来临时,能有效地实现“人来灯亮,人去灯熄”,但由于其开关用的是继电器之类的机械控制器,所以在人流量多的地方由于频繁的开关,较容易损坏。

  根据市场上的现有的大功率LED射灯产品,设计了可应用于走廊、楼梯、教室等场所的智能照明系统。

  该系统采用24V/3A开关电源供电,下级可分布多路LED智能照明模块(见图1)。控制器采用AT89C2051,恒流驱动采用PT4115芯片。灯的亮灭及亮度通过调光方式实现和改变。

  

  PT4115芯片的DIM端可用PWM调光实现输出电流从0到100%调整,根据此特点,设计了集声控、光控、时控于一体的智能调光模块。其功能有:

  (1)当有光(自然光)时,不管有没有声响,灯不亮。

  (2)当无光(自然光)时,若有人经过产生声响,控制器先判断时间段,若是在天色完全暗下来时(定义为第一时间段),则使LED发出100%亮度。其余时间段即天色还较亮,控制器可输出50%占空比方波,使LED发出50%亮度即可,这样可进一步节省电能,提高用电效率。

  1 基于PT4115的恒流驱动

  1.1 PT4115芯片介绍

  PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源,用于驱动一颗或多颗串联LED.PT4115输入电压范围为6V~30V,输出电流可调,最大可达1.2A。根据不同的输入电压和外部器件,PT4115可以驱动高达数十瓦的LED.PT4115内置功率开关,采用高端电流采样设置LED平均电流,并通过DIM引脚可以接受模拟调光和很宽范围的PWM调光。当DIM的电压低于0.3V时,功率开关关断,PT4115进入极低工作电流的待机状态。

  1.2 LED射灯驱动电路

  VIN上电时,电感(L)和电流采样电阻(RS)的初始电流为零,LED输出电流也为零(见图2)。这时候,内部功率开关导通,SW的电位为低。电流通过电感(L)、电流采样电阻(RS)、LED和内部功率开关从VIN流到地,电流上升的斜率由VIN、电感(L)和LED压降决定,在RS上产生一个压差VCSN,当(VIN-VCSN)>115mV时,内部功率开关关断,电流以另一个斜率流过电感(L)、电流采样电阻(RS)、LED和肖特基二极管(D);当(VIN-VCSN)<85mV时,功率开关重新打开,这样使得在LED上的平均电流为IOUT=(0.085+0.015)/2×RS=0.1/RS.如果不使用调光功能,可使DIM引脚悬空,这时可输出设定的最大电流。

  

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