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情景照明LED驅(qū)動(dòng)方案詳解及電路原理說(shuō)明
文章來(lái)源: 更新時(shí)間:2010/11/10 18:33:00
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背景

 “節(jié)能技術(shù)呼聲高漲的今天,LED照明將成為照明技術(shù)的發(fā)展主流已成為共識(shí)”。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,LED的光效逐年提高,LED即發(fā)光二極管,具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富等顯著優(yōu)點(diǎn)將會(huì)取代傳統(tǒng)光源,從而引發(fā)人類(lèi)照明史上的第四次革命,極大地改善人類(lèi)的生存環(huán)境,緩解全球日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)。 用于情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路設(shè)計(jì):適應(yīng)于形勢(shì)、時(shí)代的要求,首先考慮的是高效率,驅(qū)動(dòng)的高效率才能充分體現(xiàn)和發(fā)揮LED節(jié)能高效的優(yōu)勢(shì),其次驅(qū)動(dòng)線路實(shí)現(xiàn)以人為本,按需調(diào)亮,在不影響正常照明照度的同時(shí),極大限度地節(jié)約能源,保護(hù)照明燈具。調(diào)光節(jié)能,隨心所欲極大限度地按需控制能源,在照度和節(jié)電率間獲得最佳平衡。

  用于情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路還有一個(gè)重要的功能就是它可以按照人們的意愿調(diào)節(jié)LED燈光的色調(diào)、色彩,從而可實(shí)現(xiàn)單個(gè)光源能輕易創(chuàng)造變化的照明情景,今天,燈具已是從單純“提供照明”的光源演變?yōu)?ldquo;創(chuàng)造生活情趣”的角色。 LED燈情景照明,不但可以滿足節(jié)電照明的需要,而且情景照明燈光可變化的色彩使人產(chǎn)生各種不同感覺(jué),對(duì)彩色可隨心所欲,通過(guò)改變燈光的顏色、對(duì)比度和亮度等,滿足我們需要的情景,也在色彩的變化間切換出不同的季節(jié)風(fēng)情以及不同的情景場(chǎng)面氛圍;并可陶冶人們的情操,不同的顏色使人產(chǎn)生不同的情緒,從而引起人的心境發(fā)生不同變化。燈光是一種能夠?yàn)槿藗兠翡J地感覺(jué)到的因素,它既能形成寧?kù)o舒適的氣氛,又能烘托歡樂(lè)、熱烈的場(chǎng)面;能產(chǎn)生莊重肅穆的效果,也能制造豪華富麗的氣氛,巧妙運(yùn)用燈光色彩可讓人們心情放飛。 夏天天氣比較炎熱,如果家里的燈光屬于暖色調(diào)的,無(wú)疑給人感覺(jué)更加熱,從而是人的內(nèi)心煩躁不安,容易引起發(fā)脾氣等,而冬天正好相反,由于天氣嚴(yán)寒,而家里的燈具屬于冷色調(diào)的,就會(huì)使空間顯得更加的冷清,也會(huì)影響人的情緒的,LED情景照明可滿足人們能隨時(shí)隨心調(diào)節(jié)燈光色溫、色調(diào)的需要,創(chuàng)造出一個(gè)使人們更舒適的照明環(huán)境。 情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路的負(fù)載是由白光LED和三基色LED組合而成,通過(guò)驅(qū)動(dòng)線路對(duì)不同色彩LED輸出的調(diào)整,來(lái)彌補(bǔ)白光LED其顯色性指數(shù)(CRI)偏低的問(wèn)題,使LED照明在白光應(yīng)用中保持很高的顯色指數(shù)(CRI),滿足人們對(duì)高質(zhì)量燈光照明的需求。

設(shè)計(jì)思路

情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路工作于交流220V市電,主電路采用離線式反激降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),隔離的輸出方式有利于提高照明燈具的使用及操作安全性,燈光照明設(shè)計(jì)要求絕對(duì)的安全可靠。由于照明來(lái)自市電電源,必須采取嚴(yán)格的防觸電、防短路等安全措施,以避免意外事故的發(fā)生,情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路主要應(yīng)用室內(nèi)照明燈具如:吊頂燈、吸頂燈、筒燈等。

情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路設(shè)計(jì)以白光LED驅(qū)動(dòng)為主,以彩色LED驅(qū)動(dòng)為輔,驅(qū)動(dòng)輸出白光LED功率為10W,10W白光LED輸出光通量相當(dāng)60W的白熾燈,照明效果可達(dá)到100W白熾燈(LED不含紅外線以及有較高光源利用率),可滿足室內(nèi)照明對(duì)照度的一般要求;驅(qū)動(dòng)輸出三基色LED功率為3×4W,能滿足對(duì)彩色景照明的一般要求。三基色可以組合千變?nèi)f化,種類(lèi)繁多的絢麗色彩,為使操作的方便性,本情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路設(shè)置兩個(gè)主電位器和一個(gè)情景模式選擇輕觸按鍵開(kāi)關(guān),以及三個(gè)輔助電位器,兩個(gè)主電位器分別用于主白光LED亮度調(diào)節(jié)和單色、混合彩色LED亮度的調(diào)節(jié),情景模式選擇輕觸按鍵開(kāi)關(guān)用于切換下面介紹的情景模式,三個(gè)輔助電位器用于微調(diào)混合色色調(diào)或者個(gè)人偏好的色調(diào)。

情景照明的LED驅(qū)動(dòng)線路可實(shí)現(xiàn)于下列九種燈光情景模式:

1、主白光LED點(diǎn)亮,亮度可連續(xù)調(diào)節(jié),是默認(rèn)情景模式,按需調(diào)光,在照度和節(jié)電率間獲得平衡;

2、白光LED混合紅色LED,白光亮度和紅色亮度可分別調(diào)節(jié),滿足偏紅色燈光情景照明的要求;

3、白光LED混合黃色(綠+紅)LED,白光亮度和黃色亮度可分別調(diào)節(jié),混色中綠、紅可分別進(jìn)行微調(diào),能實(shí)現(xiàn)黃色中偏紅-偏綠之間的任意色調(diào),滿足偏黃色燈光情景照明的要求;

4、白光LED混合藍(lán)色LED,白光亮度和藍(lán)色亮度可分別調(diào)節(jié),滿足偏藍(lán)色燈光情景照明的要求;

5、白光LED混合綠色LED,白光亮度和綠色亮度可分別調(diào)節(jié),滿足偏綠色燈光情景照明的要求;

6、白光LED混合青色(綠+藍(lán))LED,白光亮度和青色亮度可分別調(diào)節(jié),混色中綠、藍(lán)可分別進(jìn)行微調(diào),能實(shí)現(xiàn)青色中偏紅-偏藍(lán)之間的任意色調(diào),滿足偏青色燈光情景照明的要求;

7、白光LED混合紫色(藍(lán)+紅)LED,白光亮度和紫色亮度可分別調(diào)節(jié),混色中藍(lán)、紅可分別進(jìn)行微調(diào),能實(shí)現(xiàn)紫色中偏紅-偏藍(lán)之間的任意色調(diào),滿足偏紫色燈光情景照明的要求;

8、白光LED混合色三基色(藍(lán)+紅+綠)LED,白光LED亮度和三基色LED混合亮度可分別調(diào)節(jié),達(dá)到燈具最大亮度并滿足個(gè)性情景照明的需要(三基色LED亮度可分別微調(diào)節(jié));

9、白光LED混合復(fù)合彩色LED,用于實(shí)現(xiàn)白光的高顯色性指數(shù),滿足高質(zhì)量照明對(duì)顯色性的要求,亮度可連續(xù)調(diào)節(jié)。

對(duì)燈光亮度、色彩、色飽和度可隨心所欲的調(diào)整,滿足我心境、情景對(duì)照明的要求,我的燈光我做主。

下面是一些燈光明暗、色彩對(duì)人感性的影響的資料供參考:

1、 在白色燈光中混入少量的紅,就成為淡淡的粉色,鮮嫩而充滿誘惑。

2、 在白色燈光中混入少量的黃,則成為一種乳黃色,給人一種香膩的印象。

3、 在白色燈光中混入少量的藍(lán),給人感覺(jué)清冷、潔凈。

4、 在白色燈光中混入少量的橙,有一種干燥的氣氛。

5、 在白色燈光中混入少量的綠,給人一種稚嫩、柔和的感覺(jué)。

6、 在白色燈光中混入少量的紫,可誘導(dǎo)人聯(lián)想到淡淡的芳香。

 

我們來(lái)了解一下燈光明、暗的表達(dá)方法及燈光色彩與感情的關(guān)系。
燈光明、暗的表達(dá)方法如下表:
明亮度高爽朗白純潔、清高
中莊嚴(yán)灰莊重、抑郁
低陰郁黑陰郁、不安、莊嚴(yán)
色度高新鮮活潑大紅熱烈、激烈、熱性
中舒適溫暖粉紅可愛(ài)、溫存
低雅致老練茶色莊重
燈光色彩與感性的關(guān)系如下表:
暖色溫暖紅色激情、發(fā)怒、歡喜、精神、興奮
熱情橘紅高興、歡慶、活潑、健康
活躍黃色快活、明朗、愉快、活躍
中間色中庸綠色安閑、舒適、平靜、生機(jī)勃勃
平靜紫色嚴(yán)肅、優(yōu)雅、神秘、平安
平凡粉紫溫存
冷色冷淡墨綠安息、涼爽、憂郁
消極藍(lán)色莊重、寂寞、深沉、沉靜
沉靜深紫神秘、崇高、孤獨(dú)
燈光色彩是居室氛圍營(yíng)造的重要元素,也同時(shí)影響著主人的居住心情。冷光比較明亮潔凈,一般用在衛(wèi)生間、廚房,和辦公環(huán)境中,主要是為了人們生活方便;暖光制造環(huán)境效果的功能較強(qiáng),帶著陽(yáng)光的色調(diào),顯得溫馨自然,看上去不刺眼,在餐廳中使用,使得菜的成色好,能刺激食欲,如果運(yùn)用在臥室里,則突出安定寧?kù)o,可以促進(jìn)睡眠。 色彩對(duì)人的心理和生理有很大的影響,一般來(lái)講,藍(lán)色可減緩心律、調(diào)節(jié)平衡,消除緊張情緒;米色、淺藍(lán)、淺灰有利于安靜休息和睡眠,易消除疲勞;紅橙、黃色能使人興奮,振奮精神;白色可使高血壓患者血壓降低,心平氣和;紅色則使人血壓升高,呼吸加快。 一盞燈光,一份心情, 有了光,人類(lèi)的智慧才得以開(kāi)啟。但人類(lèi)對(duì)大自然恩賜的自然光似乎并不滿足,開(kāi)始了燈的制造,是為在黑夜享受美妙的自然,更是對(duì)人類(lèi)智慧的不懈追求。如今,燈的種類(lèi)與色彩已是千變?nèi)f化了,有人說(shuō)這是個(gè)性化社會(huì)的必然產(chǎn)物,也有人說(shuō),不同的燈,帶來(lái)不一樣的心情,既然如此,為何不尋找一份智慧的好心情呢?

情景照明LED驅(qū)動(dòng)線路的原理框圖:

詳細(xì)設(shè)計(jì)解析

電路原理主要包括以下三部分:

1、10*1W白光LED驅(qū)動(dòng);

2、3*4*1W彩色LED驅(qū)動(dòng);

3、情景選擇控制及指示電路。

情景照明LED驅(qū)動(dòng)線路設(shè)計(jì),主電路選用PI公司TinySwitch-III系列的一個(gè)器件TNY279P,電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,并有較高電源效率,在滿功率輸出時(shí),PI軟件估計(jì)電源效率為82%,電路采用反激式轉(zhuǎn)換器模式,隔離輸出,保證了使用操作的安全性,驅(qū)動(dòng)電路為白光LED負(fù)載提供穩(wěn)定電流輸出并為彩燈驅(qū)動(dòng)提供一穩(wěn)定電壓電源,電路總輸出功率為24W(白光10W+彩色3*4W)。 主電源采用PI電源芯片TinySwitch-III系列,電路結(jié)構(gòu)及變壓器設(shè)計(jì)采用PI公司電源設(shè)計(jì)軟件,設(shè)計(jì)結(jié)果如下:

設(shè)計(jì)結(jié)果 - PIDesign1.uds設(shè)計(jì)通過(guò) (優(yōu)化已完成)

設(shè)計(jì)報(bào)告

電路圖分步驟詳解:

簡(jiǎn)述一下情景照明LED驅(qū)動(dòng)線路主電源電路的設(shè)計(jì)思路,電路如上圖。主電源電路輸出分為兩路:

一路輸出為VC1,用于白光LED驅(qū)動(dòng),電阻R12、R13為白光LED電流檢測(cè)電阻,電位器W1是亮度調(diào)節(jié)電位器,可調(diào)節(jié)預(yù)置一定的電壓,運(yùn)放U4a用于比較電位器W1電壓和電阻R12、R13的電壓,其輸出通過(guò)光耦反饋來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流的大小,亦即調(diào)節(jié)白光LED的亮度。DW1用于電路輸出電壓控制,防止LED負(fù)載或電位器為W1開(kāi)路而使驅(qū)動(dòng)電路輸出高電壓,Q1和U4B是用于跟蹤電位器W1電壓變化而相應(yīng)輸出電壓變化的可控的電路,其輸出電壓用于控制彩色LED的功率輸出,目的是提高LED燈具出光顯色性指數(shù),補(bǔ)償單白光LED顯色性指數(shù)偏低的缺陷;

另一路電路輸出為VC2,用于驅(qū)動(dòng)彩色LED,穩(wěn)壓的5V電源電壓用于為數(shù)字控制集成電路提供電源電壓。

彩燈驅(qū)動(dòng)電路采用SN3350,應(yīng)用其推薦典型電路,增加C30,減小輸出電流紋波,提高發(fā)光穩(wěn)定度。亮度控制采用直流電壓調(diào)整方式,電路相對(duì)簡(jiǎn)單,無(wú)噪聲,出光無(wú)閃爍。

我司長(zhǎng)期致力于LED照明驅(qū)動(dòng)IC的推廣銷(xiāo)售,詳細(xì)的產(chǎn)品資料請(qǐng)查閱:http://www.wujiu5zhuce.cn/product_1006.htm

 
 
 
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