（电路设计）温控LED电路.docx

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1、今天我们用LM35温度传感器来打造一个简单实用的电路。在该电路中，我们将根据环境温度来控制LEDo如果温度高于一个特定值时（该电路中特定值为50摄氏度），红色LED灯就会自动亮起，如果低于该值时黄色LED灯就会亮起。这个特定值可以调整电位器的阻值来改变。这个温控灯电路相当实用，可将其用作温度指示器，或是在温度超过特定值时触发风扇或警报等。如果将阈值设为100摄氏度这样的高温时，还可以用作火警。在该电路中我们也会学到如何使用LM35oLM35是一种流行而廉价的温度传感器，常用于电子温度计或其它温度测量等。所需电子元器件9V电池（或9V直流电源）IC7805温度传感器LM35运算放大器LM358I

2、OkQ电阻x3IkQ电阻x3可变电阻器IOkQ1.ED（黄和红）NPN三极管BC547x2温度传感器LM351.M35是一个3脚三极管一样的器件。它有着VCC,GND和OUTPUT三个引脚。该传感器会基于温度来输出可变电压。LM35的温度范围在+2到+150C之间。+ Vs(4V TO 20V)IM35OUTPUT 0mV + 10.0mVoCBasic CentigradeTemperature Sensor(+2C to +150C)温度每升高l,输出引脚的电压也会升高IOmVo所以温度为0时传感 器输出为OV,则温度为10时，输出为IoOmV。为运放LM358设定参考电压该电路中我们使用

3、运放LM358来比较LM35的输出电压与参考电压。之前 说到我们将阈值设为50,所以为了在50下触发运放，我们需要将参考电压 设为0.5V,因为这是50时LM35的电压输出值。参考电压应添加到LM358的 二号引脚。OriDr2YH(I= (R2(R1R2)VjflOND为了设定参考电压，我们需要用电阻Rl和IokQ的可变电阻RVI做一个分压电路。使用以上电路可以设定参考电压，并改变阈值温度。为了将阈值温度设为50C,我们可以将电位器调整为8k：2k：Vout=（R2R1+R2）*Vin（此处R2是2kQ,而Rl=8kQ+2kQ）Vout=（2/18+2）*5=0.5V运放LM358运放也常被

4、成为电压比较器。当非反相输入（+）端的电压高于反相输入端（一）的电压时，比较器的输出为高。如果反相输入端（一）的电压高于非反相输入（+）端的电压时，则输出为低。1.M358是一个低噪声双运放元器件，其中内含两个独立的电压比较器。该运放可以用于许多模式，比如比较器，加法器，积分器，放大器，微分器，反相模式与非反相模式等。电路图电路原理该温控LED灯的电路原理很简单。9V电池（或9V直流电源）用于给整个电路供电，IC7805则用于提供5V的稳压。当温度低于50时，黄灯亮红灯灭,LM358的输出为低，Ql关断，而Q2处于导通。当环境温度超过50时，LM35的2号引脚电压高于0.5V。LM35的输出接

5、到运放LM358的3号引脚。因为我们将参考电压（LM358的2号引脚电压）设为了0.5V,所以如今3号引脚（非反相输入）高于2号引脚（反相输入）的电压，运放LM358的输出（1号引脚）为高。而LM358的输出接到NPN三极管Ql的基极，所以Ql导通，红灯亮。而此时Q2关断，所以黄灯灭。这就是该电路检测温度并控制LED的过程。led色温控制原理led调色温是改变不同光的比例。增加红光，色温变暖，增加兰光，色温变冷。调亮度，改变流过LED的电流大小，电流大些，就亮些。反之就暗些。电流的调节，是用改变PWM来实现的。所谓PWM,就是脉冲宽度调整。脉冲宽度调整的方法，最根本的是改变决定其宽度的电阻与电

6、容值的数值。RC的乘积大，则宽度会大些。具体要结合电路图来讨论。1色温光源的色温是通过对比其色彩和理论的热黑体辐射体（简称黑体，在任何温度下对任何波长的辐射能的吸收率都等于1的物体，是一种理想的模型，也叫完全辐射体）来确定的。热辐射光源发射的光谱是连续而光滑的，对黑体而言，温度不同，颜色也就不一样。黑体发光的颜色与温度存在惟一的对应关系。在表述某光源的颜色时，常常把该光源的颜色与黑体发光的颜色进行比较，如果该光源发出光的颜色与黑体在某一温度下的颜色相同，就把该光源的颜色看作是黑体在这个温度下的颜色，叫“温度颜色，简称“温色工显然，“温色”指的是“颜色”，是黑体在某一温度下的颜色。但是由于长期的

7、约定俗成，现在普遍把这个概念称作“色温”。对于白炽灯等热福射源而言由于其光谱分布与黑体比较接近，所以它们的色品坐标点基本处于黑体轨迹上，可见色温的概念能够恰当的描述白炽灯的光色。但是对于白炽灯以外的其他光，其光谱分布与黑体相差较远，它们的温度T时的相对光谱功率分布所决定的色品坐标不一定准确地落在色品图的黑体温度轨迹上，所以只能用光源与黑体轨迹最近的颜色来确定该光源的色温，称为相关色温（correlatedcolortemperature,简称CCT）O0.92白光LED发光原理白光LED是实现半导体照明的必由之路。白光LED并不是一种单色光，在可见光的光谱中并不存在白光。根据人们对可见光的研究

8、，人的眼睛所能看到的白光可以由两种或者两种以上的光混合产生。目前获得白光LED照明光源有以下三种方法。(1)蓝光LED+不同色光荧光粉：日亚公司开发出来的白光LED,是由蓝光LED激发涂布在其上方的黄色YAG荧光粉，荧光粉被激发后产生的黄光与原先由于激发的蓝光互补而产生白光，如图(a)所示。还可以通过蓝光LED芯片与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好，但是这种方法使用的荧光粉转化效率较低，尤其是红色荧光粉。目前，利用蓝光LED配合黄色YAG荧光粉的白光LED封装技术是较为成熟的，但是均匀度的问题、色温偏高显色指数不理想的问题，迟迟无法解决。(2)紫外光或紫光LED+R.GB荧光粉：

9、用紫外光或者紫光(30040Onm)LED和R.GB荧光粉来合成白光的原理和荧光灯是类似的，但是比荧光灯的性能要优越，紫光LED转换系数可达0.8,各色荧光粉的量子转换效率可以达0.9。(b)所示的这种利用紫光LED激发三基色或者多色荧光粉产生多色光，再混合成白光的方法，显色性更好，但是同样存在问题，红色荧光粉和绿色荧光粉多为硫化物，发光稳定性差、光衰较大。(3) R.G.B三基色LED形成白光：这种方法是将绿、红、蓝三种LED芯片组合，如图（C）所示，同时通电，然后将发出的绿光、红光、蓝光按一定比例混合成白光。绿、红、蓝的比例通常为6：3：Io利用R.G.B三基色LED直接封装成白光LED的

10、方法，白光综合性能最好，在高显色指数的前提下，白光流明效率也很高。由于合成白光所要求的色温和显色指数不同，对合成白光的各色LED的流明效率的要求也不相同。但这种方法的主要技术难题是提高绿光LED的电光转换效率，以及降低成本。3白光LED色温动态可调的原理和实现方法3.1 原理：不同色温白光LED混合成一束白光，混合白光的光通量为不同色温的白光LED的光通量的总和。混合白光的色温光谱功率分布曲线是由不同色温白光LED的光谱功率分布曲线叠加混合而成一个新色温的光谱功率分布曲线，从而确定了该混合白光的色温值。通过改变不同色温的驱动电流，从而改变不同色温的光通量，也就改变不同色温的光谱功率分布曲线，则由不同色温产生的新的光谱功率分布曲线叠加混合形成一条新的光谱功率分布曲线，也就得到动态可调的白光。3.2 实现方法：目前，实现色温可调且高显色性的白光LED的方法有：（1）采用多芯片加荧光粉，如采用至少两个蓝光芯片、一个黄光芯片以及绿色荧光粉和红色荧光粉组成的模块，制作色温可调整的高显色指数（Ra80）的白光LED灯。但以蓝光激发红色荧光粉的激发效率低，导致LED灯亮度较低,实用性差。（2）采用不同颜色LED组合，如采用白光加红蓝LED组合，通过分别控制白光、红光和蓝光LED的驱动电流，实现不同色温范围内显色指数大于90的可调白光，但驱动电路复杂，成本较高。