基于ZigBee技术的智能路灯控制系统的制作方法_2

文档序号:10107568阅读:来源:国知局
管和多个发光 二极管组合,电源的第一输入端分别与第一电阻的第一端和第一电容的第一端连接,第一 电阻的第二端分别与第一电容的第二端、第一二极管的正极和第二二极管的负极连接,电 源的第二输入端分别与第三二极管的正极和第四二极管的负极连接,第一二极管的负极分 别与第三二极管的负极、第二电容的第一端、第三电容的第一端、瞬变电压抑制晶体管的负 极和多个发光二极管组合的正极连接,第二二极管的正极分别与第四二极管的正极、第二 电容的第二端、第三电容的第二端、瞬变电压抑制晶体管的正极和第二电阻的第一端连接, 第二电阻的第二端与多个发光二极管组合的负极连接,多个发光二极管组合为多个发光二 极管串联。
[0023] 第一电容的作用为降压和限流:电容的特性是通交流、隔直流,当电容连接于交 流电路中时,其容抗计算公式为:
[0024] XC=l/2πfC
[0025] 上式中,XC表示电容的容抗、f表示输入交流电源的频率、C表示降压电容的容 量。
[0026] 流过电容降压电路的电流计算公式为:
[0027] I=U/XC
[0028] 上式中I表示流过电容的电流、U表示电源电压、XC表示电容的容抗。在220V 、50Hz的交流电路中,当负载电压远远小于220V时,电流与电容的关系式为:
[0029] I=69C,其中电容的单位为uF,电流的单位为mA
[0030] 下表为在220V、50Hz的交流电路中,理论电流与实际测量电流的比较。
[0031]
[0032] 第一电阻R1为泄放电阻,其作用为:当正弦波在最大峰值时刻被切断时,第一电 容C1上的残存电荷无法释放,会长久存在,在维修时如果人体接触到第一电容C1的金属部 分,有强烈的触电可能,而第一电阻R1的存在,能将残存的电荷泄放掉,从而保证人、机安 全。泄放电阻的阻值与电容的大小有关,一般电容的容量越大,残存的电荷就越多,泄放电 阻就阻值就要选小些。经验数据如下表所示,供设计时参考:
[0033] 泄放电阻的阻值与电容对比表
[0034]
[0035] 第一二极管Dl~第四二极管D4的作用是整流,其作用是将交流电整流为脉动直流 电压。
[0036] 第二电容C2和第三电容C3的作用为滤波,其作用是将整流后的脉动直流电压滤 波成平稳直流电压。
[0037] 第二电阻R2为压敏电阻(或瞬变电压抑制晶体管),作用是将输入电源中瞬间的脉 冲高压电压对地泄放掉,从而保护发光二极管LED不被瞬间高压击穿。
[0038] 发光二极管LED串联的数量视其正向导通电压(Vf)而定,在220VAC电路中,发 光二极管最多可以达到80个左右。
[0039] 组件选择:电容的耐压一般要求大于输入电源电压的峰值,在220V,50Hz的交流 电路中时,可以选择耐压为400伏以上的涤纶电容或纸介质电容。第一二极管Dl~第四二 极管D4可以选择IN4007。
[0040] 第二电容C2和第三电容C3为滤波电容,第二电容C2和第三电容C3的耐压根据 负载电压而定,一般为负载电压的1. 2倍。其电容容量视负载电流的大小而定。
[0041] 如图4所示,12V直流电源电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第 七电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第五二极管、第六二极管、第 七二极管、第八二极管、第一电感、第二电感、第三电感和LNK306芯片,第一信号输入端与 第三电阻的第一端连接,第三电阻的第二端与第五二极管的正极连接,第五二极管的负极 分别与第二电感的第一端和第四电容的第一端连接,第二电感的第二端分别与第五电容的 第一端和LNK306芯片的第五引脚端连接,LNK306芯片的第六引脚端分别与LNK306芯片的 第七引脚端、LNK306芯片的第一引脚端、LNK306芯片的第二引脚端、第六电容的第一端、第 五电阻的第一端、第七二极管的负极、第七电容的第一端和第一电感的第一端连接,LNK306 芯片的第三引脚端与第六电容的第二端连接,LNK306芯片的第四引脚端分别与第五电阻的 第二端和第四电阻的第一端连接,第四电阻的第二端分别与第七电容的第二端和第八二极 管的负极连接,第八二极管的正极分别与第一电感的第二端、第八电容的第一端、第六电阻 的第一端和第七电阻的第一端连接,第六电阻的第二端与本电路的第一输出端,第七电阻 的第二端分别与第三电感的第一端、第八电容的第二端、第七二极管的正极、第五电容的第 二端、第四电容的第二端和第六二极管的正极连接后接地,第三电感的第二端接地,第六二 极管的负极为本电路的第二输出端。
[0042] 12V直流电源电路的设计主要是AC220到DC12V的转换。
[0043] 在本实用新型中采用了LNK306芯片。LNK306芯片在一片1C上面集成了一个700 V的功率M0SFET、振荡器、简单的开/关控制电路、尚压开关电流源、频率调制、逐周期的电 流限制及过温保护电路。
[0044] 输入级由保险电阻F1、第五二极管D5和第六二极管D6、第四电容C4和第五电容 C5,以及电感L2组成。保险电阻F1为阻燃可熔的绕线电阻,它同时具备多个功能:
[0045] a)将整流管D10和D11的浪涌电流限制在安全的范围;
[0046] b)差模噪声的衰减;
[0047]c)在其它任何元件出现短路故障时,充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安 全开路,不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。
[0048] 功率处理级由LNK306芯片、第七二极管D7(续流二极管)、第一电感L1(输出电 感)及第八电容(输出电容)C8构成。第八电容C8是输出滤波电容,其主要功能是限制输出 电压纹波。输出电压的纹波最主要取决于输出电容的ESR而非电容的容量。
[0049] 第七二极管D7和第八二极管D8的正向导通压降是相同的。因此,第七电容C7两 端的电压会跟踪输出电压。连接到LNK306芯片FB引脚由第四电阻R4和第五电阻R5的电 阻分压器对第七电容C7的电压进行检测及稳压。
[0050] 如图2所示,CC2530单片机及其外围电路包括CC2530单片机电源电路和CC2530 单片机电路,CC2530单片机电源电路包括第九电容、第十电容、第^^一电容、第十二电容、 第十三电容和CC2530单片机,电源输出端分别与第十三电容的第一端、第^^一电容的第一 端和CC2530单片机的第二引脚端连接,第十三电容的第二端接地,第^^一电容的第二端连 接,CC2530单片机的第一引脚端接地,CC2530单片机的第三引脚端分别与第九电容的第一 端、第十电容的第一端和第十二电容的第一端连接后再接电源输入端,第九电容的第二端 接地,第十电容的第二端接地,第十二电容的第二端接地。
[0051] LED路灯需要12V直流电源,但是CC2530单片机工作需要3. 3V直流电源,所以这 里还需要进行DC12V到DC3. 3V的转换。这里采用电源芯片BM1117-3. 3,该芯片可以输入 DC12V,输出DC3. 3V。
[0052] 如图1所示,基于PWM的LED调光电路包括三极管、M0S管、第八电阻、第九电阻、 第十电阻、第十一电阻和发光二极管,信号输出端与第八电阻的第一端连接,第八电阻的第 二端分别与第十电阻的第一端和三极管的基极连接,第十电阻的第二端与三极管的发射极 连接后接地,三极管的集电极分别与第九电阻的第一端和M0S管的栅极连接,三极管的源 极与发光二极管的正极连接,发光二极管的负极与第十一电阻的第一端连接,第十一电阻 的第二端接地,M0S管的漏极与第九电阻的第二端连接后再接电源端。
[0053] 对于控制LED路灯由亮到暗或由暗到亮,采用的是脉宽PWM法
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