智能LED节能灯的设计制作.docx
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智能LED节能灯的设计制作.docx
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智能LED节能灯的设计制作
南京信息职业技术学院
毕业设计论文
作者吕学号
系部电子科学与技术学院
专业电子电路设计与工艺
题目智能LED节能灯的设计制作
指导教师
评阅教师
完成时间:
2015年5月1日
毕业设计(论文)中文摘要
电子节能灯的制作
摘要:
LED是一种发光电器件,直到今天,超过30年的生产,到目前为止,它的成长。
不同类型的LED光源,使用LED作为一个二次开发的LED产品与互补产品(包括白光LED驱动)的迅速发展,新产品的市场,有很多新的产业的发展。
展望未来,他预计会有进一步的提高。
今天看来,全世界的目光都集中在这个新的LED光源绿色照明产品,如21。
被聚焦的世纪,也是大多数人预计,未来取代传统光源。
因为他们的寿命长,启动时间短,结构牢固,节能,光源附近的点源(LED照明)薄膜材料,灯具,灯具的选择范围大,不需要额外的反射器,低压,无紫外辐射,尤其是提供使用更安全,在公共环境。
连接实现无汞LED光源生产,不但有重要的影响,而且还节能环保。
关键词:
LED,节能,环保,广泛
毕业设计(论文)外文摘要
Electronicenergy-savinglamp
Abstract:
LEDisalightemittingdevice,untiltoday,morethan30yearsofproduction,sofar,it'sgrowth.DifferenttypesofLEDlightsource,theLEDisusedasasecondarydevelopmentofLEDproductsandcomplementaryproducts(includingthedriverofthewhitelightLED)fortherapiddevelopmentofandnewproductsinthemarket,thedevelopmentofmanynewindustries.Lookingtothefuture,heisexpectedtofurtherimprove.TodayitseemsthattheeyesoftheworldarefocusedonthisnewLEDlightsourceofgreenlightingproducts,suchas21.Thecenturyoffocus,butalsomostpeopleareexpectedtoreplacethetraditionallightsource.Becauseoftheirlonglife,starttimeisshort,firmstructure,energysaving,nearthesourcepointsourcelighting(LED)thinfilmmaterials,lampsandlanterns,lamphigh,donotneedtoadditionalreflector,lowpressure,noultravioletradiation,especiallyprovidesafertouse,inthepublicenvironment.ConnectedtoachievemercuryfreeLEDlightsourceproduction,notonlyhasamajorimpact,butalsoenergy-savingenvironmentalprotection.
keywords:
LED,energysaving,environmentalprotection,wide
目录
1 引言-4-
1.1产品简介-5-
2节能灯的特点-5-
2.1节能灯的分类-6-
2.2节能灯的优缺点-6-
2.3节能灯工作原理分析-7-
2.4触发电路-8-
2.5逆变电路-8-
2.6负载电路-9-
3 电子节能灯各元器件参数计算-9-
3.1整流二极管耐压值选择-9-
3.2整流二极管耐压值选择-10-
3.3整流二极管耐压值选择-10-
4 直插元件的焊接方法及要求-10-
4.1电子元件的焊接方法-10-
5节能灯电路调试及出现的问题分析-11-
5.1电子元件的焊接方法-11-
5.2调试中出现的问题及解决方法-11-
5.3节能灯的使用注意事项-12-
5.4电子节能灯适用场合-12-
1 引言
据统计,目前我国的照明占全国总发电量的10%~13%,并且自1990年以来,照明用电以每年15%的速度增长。
城市照明用电占照明总用电量的4%~5%。
由于白炽灯大部分的电能都用在加热上(95%),只有很少的一部分(5%)能够转换成我们所能看见的灯光,现在资源和环境卫生是全世界的关注点。
社会的发展越来越好,电能照明亮越来越大,坏境和资源成立很大的问题,所以人们都在想办法要用新的光源来代替白炽灯。
节能灯就应运而生了。
由于它相比而言便宜又好制作所以得到了大量的应用以取代了白炽灯。
电子节能灯实际上是紧凑型荧光灯,镇流器供应节能灯,当第一次通过电子镇流器加热灯丝灯泡起火,开始散发出的电子管的电子碰撞在充氩碰撞,汞的冲击后核,氩原子的能量,并已获得国内汞原子,吸收原子跳变量的能量后产生电离灯在灯中等离子体的形式的两端电压,直接通过等离子体的导电性和紫外线辐射从紫外线照射的激励,因为当荧光灯泡的工作温度比白炽灯工作的温度低很多,因为它是更有效地使用的电子镇流器和灯丝灯泡目前存在作为热效应,磷,也是一个非常高的能量转换效率,实现了超过50流明瓦,所以节省能源的一大进步。
电子节能灯作为高效节能照明产品,在我国的发展速度非常快,其主要优点:
光效高,寿命长,显色性好,重量轻,不变形,无噪音。
因此,荧光灯的光输出可以提高它直接取代白炽灯,安装和更换,非常方便,而且它是一个非常高的发光效率,节能,采暖,灯光,看来,必要的产品之一。
它也可以使镇流器荧光灯在电子灯反复闪烁发光的情况下,尤其是在低电压的电压波动大范围面积的情况。
1.1产品简介
本作品根据电子节能灯实物仿照而成,电子节能灯是由输入电路、整流滤波电路、触发电路、逆变电路、负载谐振电路、灯管六个部分组成。
电子节能灯是利用充放电原理进行高电频振荡,高电频振荡可以使灯丝发热从而工作。
由灯管内高速运动击穿灯管,产生串联谐振点亮灯管。
本作品描述了电子节能灯的工作原理,并附上波形图加以说明。
着重介绍电子节能灯的工作原理及功能;其次,介绍了电子节能灯中各元器件参数的计算。
并掌握电路原理图的工作原理和熟悉元器件检验,焊接、装配、调试等一套电子产品实用生产技术。
2节能灯的特点
2.1节能灯的分类
现节能灯种类很多。
其中家用节能灯如图1所示,一般是自镇流荧光灯可分为U型管,螺旋管和支架型三种如下:
(1)U-形节能灯管:
管型2U,3U,4U,5,6U等。
作为一项规律,功率为3W-24W规格。
(2)螺旋管节能灯:
螺旋环直径分为小环径和大环径两种,螺旋环圈有2环、3环、4环、5环半、6环半、7环半、8环半等,功率规格为3W~240W等。
(3)支架节能灯:
节能灯的支持:
T5型-T4,节能灯,功率分为14瓦特,28瓦特,广泛应用于工业,民用,商用照明条件。
图1不同种类节能灯
2.2节能灯的优缺点
电子节能灯的工作原理:
采用高频电子镇流器为50Hz,将20-50KHZ的高频电压的逆变荧光灯。
它具有以下优点:
(1)高输出光效:
所述光源发射的光通量和功率比的消耗。
紧凑型荧光灯和常规灯泡提高效率约5-6倍。
(2)寿命长:
白炽灯泡为1000小时寿命,紧凑型荧光灯的寿命为5000小时。
(3)颜色好。
紧凑型荧光灯用稀土荧光粉三基色,其显色指数为80RA左右,比传统的荧光灯显著改善色彩还原。
(4)体积小,外形美观,使用方便。
由于节能灯的高功率负载,因此它的体积小巧观点,装饰美观。
是国际绿色光源寿命推荐产品。
缺点:
1、节能灯启动慢
2、节能灯是明线光谱(不连续),所以通常的节能灯偏紫色光,在节能灯下看东西会严重变色。
蓝色会变紫,红黄色看上去会更鲜艳。
所以在配色的工作场合不宜使用节能灯。
3、由于节能灯工作原理的限制,灯管中汞也就不可避免地成为一大污染源。
2.3节能灯工作原理分析
节能灯工作的基本原理是,将交流赫兹的频率,20-50千赫的高频交流电流,在串联半桥谐振逆变器,在该谐振电路中的电容的顶部和底部的晶体管,电感,管环在转弯协调和关闭校正后,交流电动的频率成为高的频率的交流电。
电容器谐振电路可变工艺流程补给放电是处于工作状态的一个重要因素,链饱和脉冲变压器(环)渗透率曲线的变化的饱和点和晶体管存储周期时间是一个重要的因素。
图2电子节能灯原理图
2.3.1整流滤波电路
改变电路由四侧边二极管桥式整流电路的。
桥式整流电路为220V交流电的正弦波能量转换波整流单边脉动压力过通过滤波电容310V左右的类,供应链后。
2.3.2整流桥工作原理
2个半周布置υ正端的电位比端子B,二极管D1和D2和D3导率,“D4”关断时,电流i1的自端流D1,RL,D3到终端B从上而下穿过它RL,如该图所示显示了(a)。
当半周υ2负电位比BA的末端较高,二极管D2和“D4”,目前正与B端通过RLA端和I2流动I2,如向下(b)所示。
在整个周期υ2具有恒定方向通过施加电流i1RL和形成和I2,如图3。
图3整流电路工作电路图及波形图
2.3.3整流滤波电路图解分析
当V2零下半周的幅度变化UC1比当D2和D4,因加正向电压变为V2位置保持充电,过C,UC1到V2的峰值后开始下降较大;下降到当D2和“D4”成为关有一定的价值,C卸UC1R,指数减少了他们的权利;电时D1和D3变成导电性的一定值时,重复该过程如图4所示。
4整流滤波电路电容滤波输出波形
2.4触发电路
直流电压通过C1到C2两端R6,充电电压达到D8(触发管)转电压,D8触发管雪崩击穿,C2放电通过D5,D5流从左到右Q1基极输入电流I,使Q1开始导通状态了。
2.5逆变电路
触发电路使Q1开始导通时,Q1的集电极电流是自上而下的流动。
由于电流是小变大,从而在TL1线圈就会产生电动势。
TL1,TL2,TL3缠绕三个绕组上相同的核心,它会引起在相同方向产生的TL2和TL3的EMF,使Q2的电势处于OFF状态;Q1很快进入饱和导通状态。
Q1饱和后,作为充电电容器的充电电路的管端,每个绕组L11L1,L12,L13在电动势变为零,同时,也充C2的释放完成时,Q1退出从一开始就显示出饱和的趋势。
在EMF这一点L11改变方向,L12L13和EMF中的方向也随之发生变化,所以从关慢,Q1转向传导;EMF这使得Q1慢慢从饱和导通,关转换。
EMFL13在第一季度可建立从饱和度迅速退出,过渡到关闭状态。
L12的感应电势使得Q2开始导通如图5所示
图5逆变电路
2.6负载电路
充电和放电的变化很快,高频振动,振动中的初始阶段,高频振动是加热和电有关,挥发多电子灯泡弥漫,因为没有高电驱动,没有对电子运动破裂的管,在高阻抗状态的管,高频振动,这在射频驱动电压和电流,一些重要的,两端的高压-C5-兰佩的光共振。
模具故障的灯负电阻串联,从而失谐,两高压C5消失,处于稳定状态的灯。
3 电子节能灯各元器件参数计算
3.1整流二极管耐压值选择
通过一个二极管桥整流电路组成。
在桥式整流电路,每个二极管暴露在√2v2反向峰值电压。
当AC220V电压V2=220√2≈310v是√2v2。
考虑空心区域电网电压往往高于270V。
故二极管的耐压应不低于400V。
又因为灯的功率是30W,效率是60%,所以P=30/60%=50W,I=P/U=50/220≈0.23A,所以二极管的额定电流就大于0.23A这里选取的4007,耐压值1000V、额定电流为1A。
3.2整流二极管耐压值选择
电容器两端电压Uc1≥310V,所以三极管的耐压值应当大于310V这里选400V三极管。
因为灯管的功率为30W,电流为198mA。
TO-126的三极管耐压参数为400V和电流参数为1.5A符合电路要求。
故选择13003三极管。
3.3整流二极管耐压值选择
滤波电容的容量计算公式是C=(3~5)T/RL。
交流点电频率是50Hz,周期是0.02s,对于桥式整流电,t=0.01s。
滤波电容的电压时√2X220V=310V,所以它的耐压在要大于310V,故选择耐压为400V。
4 直插元件的焊接方法及要求
4.1电子元件的焊接方法
(1)准备焊接:
焊接前的准备包括焊接部位的清理,元器件安装及焊料、焊剂和工具的准备,左手焊锡丝,右手烙铁如图6所示。
(2)加热焊件:
应注意加热整个焊件整体。
要均匀受热。
(3)送入焊锡丝:
加热焊件达到一定温度后,焊锡丝和烙铁从对面接触焊件。
(4)一开焊锡丝:
当焊锡丝融化一定量后,焊锡丝立即移开。
(5)移开电烙铁:
焊锡渡润焊盘或焊件的施焊部位后,移开烙铁。
图6焊接流程。
5节能灯电路调试及出现的问题分析
5.1电子元件的焊接方法
节能灯的调试的结果是让U型管发光,若发光则说明电路调试是成功的。
在调试之前用万用表的R×100欧姆档测输入和输出是否短路、滤波电容是否接反。
再检查电路板的焊点是否无断线、互碰、烧焦、虚焊、漏焊和脱焊等现象,通电时必须保证电路板下面没有金属导体。
观察元器件是否有有焦味,摸器件是否过热等。
节能灯正常发光,应万用表电压档测C5的电压和灯管两端电压等。
5.2调试中出现的问题及解决方法
一般连接电路都会出现不良的情况,出现问题的原因也是千奇百怪,但问题还是万变不离其宗,以下是出现问题其中一部分:
(1)灯难以点亮,触摸灯管能量或灯光打滚,这说明C2、C3的容量不足,和节能灯的所需容量不对配。
若灯光只亮一个U口,可能是L11的同名端接反,也可能是C5的容量或耐压不足,所导致灯光不能正常发光;
(2)电容C1开路,原因是220V交流电没有通入。
第二个原因是整流桥里的二极管开路;
(3)谐振电容C5击穿(短路)或耐压降低(软击穿),应换为耐压值高的同容量涤纶电容;
(4)三极管开路,如发现一只三极管开路,不能只换一只三极管,而是换一对同型号的的三极管,否则容易出现再次烧掉管子;
(5)灯管闪烁不停,灯管没有发黑,检查D5、D6有没有虚焊或开路,若D5、D6软击穿或滤波电容C1出现不良,也会使灯光闪烁不停;
5.3节能灯的使用注意事项
1.不适于室内密封式天花嵌灯
2.不适用于电子开关和调光器,不宜安装在露天处
3.在频率50~60HZ时,可以正常运行于170~240V的电压
4.适于长期照明使用,频繁启动将影响其寿命
5.电流谐波含量较高,在大面积使用时应注意其谐波对电源的影响
5.4电子节能灯适用场合
家居、写字间、办公室、餐厅、酒楼、宾馆、商业照明、办公大楼、园林等场所。
结论
本通过这次毕业设计,我了解电子节能灯制内部结构及功能。
也让我在原理图分析和电子焊接技术有了很大的提高。
开始拆开节能灯的时候,就觉得这个电路很简单的,因为PCB上的元器件很少,走线也比较清晰。
而事实却不是我所想的,当我焊接电路板的时,要考虑电路的布局,也要考虑后面线路的走线不可交叉。
我先用拆下来的元器件焊出第一块电路板,可通电时灯管不亮。
经过反复的查找也没有找到错误,此时我对着实物节能灯PCB板查找电路的线路,猜想错误点。
又在电路板上实验,结果反复的查找后,终于通电时灯管发光了。
原来绕线线圈的同名段弄错了,焊了第二快电路板,灯管只亮一头,对照元件清单时,原来我在购买元件时把C5的容量弄错了,把C5换掉后,再次通电,灯管亮了。
这次毕业设计中我经历了不少困难,但收获同样巨大。
在整个设计中我又学到许多知识,培养了我独立动手的能力,也对自己动手能力有了信心,我相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
让我充分体会到了在设计过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然做这个设计时第一快板子没有焊成功,此后焊接了第二块和第三块,由前面焊接的经验最终焊出我认为我最好的电子节能灯的实物电路板。
这次毕业设计是我最大收获,使我终身受益。
在制作的过程中,我能感觉到的可以独立的完成一项任务喜悦。
致谢
毕业论文终于告一段落了,不过这也预示着我即将结束我这三年的大学生活,不知道我这句号画的圆不圆满。
但是回想起来在南京信息职业技术学院3年来的点点滴滴,心里都是充满了感激之情。
大学三年无论是文化知识还是做人道理,我都收获了一笔丰厚的财富!
在这里我要向所有的老师表示衷心的感谢,感谢他们给予我的帮助与关心,感谢他们对我学习和设计的指导!
论文完成之际,要感谢的人实在太多,突然发现言语是如此的无力,但是仍要用这无声的文字表达我对各位大学三年相识相遇的可敬的老师、同学、朋友们,是你们的教诲和关爱让曾经迷惘的我眼神中充满了坚定。
参考文献
【1】康华光;《电子技术基础》数字部分,高等教育出版社出版,2006
【2】彭介华;《电子技术课程设计指导》,高等教育出版社,2006
【3】杨旭东,刘行景,杨兴瑶;《实用电子电路精选》,2007
【4】华成英;《电子技术》,2006
【5】童诗白;《模拟电子技术基础》清华大学电子学教研组编,高等教育出版社,2004
【6】何希才.新型电子电路应用实例[M].北京:
科学出版社,2005
【7】夏路易,石宗义.电路原理图与电路板设计教程PROTEUS[M].北京:
北京希望电子出版社,2002
附录1:
元件清单
名称序号型号数量(个)
二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7IN40077
三极管Q1、Q213003C2
电解电容C14.7uF/400V1
涤纶电容C2223J/630V1
C3333J/630V1
C4102J/630V1
C5332J/1200V1
电阻R1、R52.22
R2、R4152
R3680K1
R6470K1
磁环L1LI1两砸、L12五砸、L13两砸1
电感L2HL-15441
触发管D8DH1
附录2电子节能灯电路图
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