基于AVR单片机的LED自适应调光系统设计【开题报告】

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1、毕业设计（论文）开题报告题目：　基于AVR单片机的LED自适应调光系统设计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　专业：电子信息工程1选题的背景、意义LED是一种新型半导体固态光源。它是一种不需要钨丝和灯管的颗粒状发光原件[1]。LED光源凭借环保、节能、寿命长、安全等众多优点在打造节能、环保型社会的大环境下当仁不让地成为照明行业的新宠。21世纪的照明领域中，LED的应用毫无疑问是最振奋人心的，它将改变整个照明市场的结构，很快就能得到广泛应用。LED的技术本身不是一个很新的东西，在很多年之前，就已开始使用LED来作仪器和设备的指示灯[2]。随着技术发展，芯片和材料在性能上都有新的改

2、善和提高，使得LED的亮度和寿命都有了极大的改进，从而也推动了LED更为广泛的使用。普通白炽灯的寿命仅仅1000小时，而LED的寿命却高达50000小时，而且消耗的电量要少很多。根据美国Sandia国家实验室的研究，如果白光二极管能够普及应用，全世界照明用电的消耗将减少50％[3]。影响白光二极管系统普及的最主要问题还是它的价格和亮度，现在单个白光二极管的亮度还不能够照亮整个房间，其价格却是白炽灯泡的10倍。随着科技的发展LED照明肯定会带来更加明亮的光线和更少的能源消耗。随着经济的持续发展，中国的照明用电也将持续提高，绿色节能照明越来越受到政府的重视，LED照明就是在这样的情形下发展起来

3、的[4]。据中国绿色照明工程促进项目办公室专项调查，我国照明用电每年在3000亿度以上，用LED取代全部白炽灯和部分荧光灯，可节省1／3的照明用电，相当于三峡工程全年的发电量。LED还有其他很多优点，比如LED作为全固态发光体，发热量低、耐震耐冲击、无热辐射、不易破碎、不含汞、钠等可能危害健康的元素[5]，废弃物可回收、无污染。LED已经进入很多应用领域，包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等[6]，遍及国民经济各部门，广泛用作普通照明、车灯、景观灯、路灯照明、液晶板背光源、手机背光源、数码相机闪光灯等。2相关研究的最新成果及动态在20世纪70年代，LED最早应用在数字、指示灯

4、和文字显示等。随着第三代半导体材料氮化镓(GAY)的突破，高亮度蓝光二极管的出现解决了发光二极管的三原色缺色的问题，彻底解决了大屏幕全彩色显示问题，才有了红橙黄绿青蓝紫七种全彩，更重要的是因此创造了白光半导体灯。由于白光发光二极管的出现，LED开始逐渐进入人们的日常生活。LED从显示领域进入到照明领域最关键的是发光效率的大大提高，随着发光效率201m/w以上的白色LED(白炽灯的发光效率一般是15m/w)的出现[7]，白色LED灯开始成为新世纪的节能照明光源。许多研究表明在本世纪的前十年，LED产业仍然将会保持继续快速发展。所以，很多人认为白光LED是在未来成为代替传统照明器具的一大潜力商

5、品。作为新型的发光器件，LED具有效率高、体积小、环保、寿命长、节能等优点，能量转化效率也非常高，从理论上来说，发射相同光通量的耗电量大约是白炽灯的10％[8]，相比荧光灯来说，LED也可以达到50％的节能效果[9]。在发达国家照明用电占发电总量的比例大约为19％，在我国占10‰，并且我国以低效照明为主，是终端节电节能的主要对象之一。在早期，由于发光效率、光通量、光色和价格等方面的限制，LED主要应用在指示和显示领域，比如用作警告灯、指示灯以及显示牌等。但是随着LED光色的不断增多，尤其是随着白光LED技术的不断成熟，发光效率不断提高，价格也越来越低，大功率超高亮的LED开始在市场上销售[

6、10]，其中功率在1W以上的白光LED的开发研究已成为现今的主攻方向。由于大功率白光LED的应用受到世界上很多国家的关注，因此大功率白光LED的驱动电路设计也成为热点，大功率LED的驱动电路大多采用恒流驱动方式，LED恒流驱动电路有电荷泵、Boost、Buck等多种驱动方式[11]。电荷泵、Boost、Buck实质上都是电压输出型，通过电流反馈控制电路来实现输出恒定电流。电荷泵电路则是利用电容对电荷的累积效应储存电能，在时钟周期的一段时间内为电容充电，剩余的时间释放能量，根据电容的不同连接方法可以得到不同的输出电压。Boost和Buck电路都是开关电源方式，都是利用电感的储能作用储存电能，

7、在时钟周期的一段时间内为电感充电，剩余时间释放能量得到输出电压，电路中电感、电容和续流二极管的结构不同，实现降压或升压功能，Boost是升压电路，Buck是降压电路。美国NorthernIllinoisUniversity针对2串6并的LED灯组，在恒流驱动电路基础上并接了N型MOSFET功率器件实现PWM控制，调节范围为0—100％[12]，当占空比低到1％时输出电流仍能保持稳定[13]。传统的PWM调光方式是将负载与