一種基于LED的通用型智能開(kāi)關(guān)設計

1.引言

隨著(zhù)中國經(jīng)濟和社會(huì )的發(fā)展，照明用電量已占總用電量的10%~12%,照明節能已經(jīng)成為當今節能環(huán)保的重要方面。照明節能的目的是在保證照明尺度和照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統中的能量損失，最有效地利用電能。

主流的照明節能技術(shù)包括節能照明光源(如LED照明)和節能電路(如調光電路、節能開(kāi)關(guān))兩方面，而將這兩方面技術(shù)綜合應用則是照明節能技術(shù)的新趨勢。在我國，LED照明設備發(fā)展前景良好，但現有的節能電路技術(shù)普遍存在以下兩個(gè)不足：

(1)調光電路大多由單片機等芯片組成，成本較高，不利于安裝和取代原有的電路;

(2)節能電路比較復雜，安裝相關(guān)設備時(shí)需要對室內或其他應用場(chǎng)所原有的照明系統做較大改造，安裝及維修成本較高，實(shí)施難度較大。

針對上述缺點(diǎn)，本文面向LED照明設備，采用模擬和數字電路中常用的簡(jiǎn)單元器件，設計并實(shí)現了一種低成本、小型化、環(huán)保節能、易安裝維修的通用型智能開(kāi)關(guān)。

2.系統電路及工作原理

2.1 工作原理

本文設計的LED智能開(kāi)關(guān)主要包含兩大部分：智能控制電路和智能調光電路，如圖1所示。

智能控制電路接口C、D接入的是可以根據光照強度控制開(kāi)與關(guān)的控制電路，控制主要由晶閘管D1、D2完成;智能調光電路接口A(yíng)、B接入的是可以隨光照強度改變晶閘管導通角的控制電路。智能開(kāi)關(guān)的工作原理見(jiàn)圖2所示。

2.2 智能控制電路

智能控制電路能夠根據使用者所設定的亮度自動(dòng)開(kāi)、關(guān)燈，其C、D接口(參見(jiàn)圖1)接入的電路主要由LM339以及74LS02構成，具體如圖3所示。

其中，R6的阻值大小可以根據不同環(huán)境設置開(kāi)關(guān)的靈敏度，而LM339主要比較R5兩端的電壓是否在光敏電阻兩端電壓和R6兩端的電壓之間;74LS02主要將比較的結果裝換為高低電平，進(jìn)而通過(guò)三極管和繼電器來(lái)控制晶閘管的導通、關(guān)斷;調節調節旋鈕1可以設定連續的開(kāi)、關(guān)燈所達到的亮度界限。智能控制電路主要是通過(guò)控制晶閘管D1和D2(參見(jiàn)圖1)的導通和截止來(lái)控制照明設備變亮和熄滅，其工作原理如圖4所示。