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        大功率[gōngshuài]LED散热——半导体制[tǐzhì]冷解决方案_御匾会官方网站

          今朝,大功率[gōngshuài]LED散热题目制约[zhìyuē]着其生长,本文以单片机AT89C51为节制焦点,将半导体制[tǐzhì]冷手艺引入到LED散热研究中,接纳PID算法和PWM调制手艺实现。对半导体制[tǐzhì]冷片的输入电压的节制,进而实现。了对半导体制[tǐzhì]冷功率[gōngshuài]的节制。

          跟着LED手艺日新月异的生长,LED已经走进平凡照明的市场。。然而,LED照明体系的生长在很大水平上受到散热题目的影响。。对付大功率[gōngshuài]LED而言,散热题目已经成为。制约[zhìyuē]其生长的一个瓶颈题目。而半导体制[tǐzhì]冷手艺具有[jùyǒu]体积[tǐjī]小、无须添加剂、布局简朴、无噪声和不变等长处[yōudiǎn],跟着半导体质料手艺的前进,以及高热电转换质料的发明,使用半导体制[tǐzhì]冷手艺来解决LED照明体系的散热题目,将具有[jùyǒu]很实际的意义。。

          本文以单片机AT89C51为节制焦点,将半导体制[tǐzhì]冷手艺引入到LED散热研究中,接纳PID算法和PWM调制手艺实现。对半导体制[tǐzhì]冷片的输入电压的节制,进而实现。了对半导体制[tǐzhì]冷功率[gōngshuài]的节制,通过实行验证了该方式的性。

          1、 LED热量发生的原因及热量对LED机能。的影响。

          LED 在正向电压下,从电源得到能量,在电场的驱动下,战胜。PN 结的电场,由N 区跃迁到P 区,与P 区的空穴产生。因为漂移到P 区的具有[jùyǒu]高于P 区价的能量,复当令回到低能量态,的能量以光子的情势。放出。然而,开释出的光子只有30%~40%转化为光能,的60%~70%则以点的情势。转化为热能。

          因为LED是半导体发光器件,而半导体器件随温度的变化自身产生变化,从而其的特征会产生明明的变化。对付LED结温的升高会导致。器件机能。的变化和衰减。这种变化表现[tǐxiàn]在三个方面:⑴削减LED的外量子效率;⑵紧缩LED的寿命。;⑶造成LED发出光的主波长产生偏移,从而导致。光源的颜色产生偏移。大功率[gōngshuài]LED都用高出1W的电功率[gōngshuài]输入,,其发生的热量很大,解决其散热题目是当务之急。

          2、半导体制[tǐzhì]冷道理

          半导体制[tǐzhì]冷又称,或者温差电,是从50年月生长起来的一门介于手艺和半导体手艺边沿的学科。,与压缩式和汲取式并称为全国三式。半导体制[tǐzhì]冷器的器件是热电偶对,即把一只N型半导体和一只P型半导体毗连成热电偶(如图1),通上直流电后,在接口处就会发生温差和热量的转移。在电路上串联起对半导体热电偶对,而传热方面是并联的,就组成了一个的热电堆。借助[jièzhù]于热互换器等传热手段。,是热电堆的热端不绝散热而且保持[bǎochí]的温度,而把热电堆的冷端放到事情情况中去吸热降温,这半导体制[tǐzhì]冷的道理。

        大功率[gōngshuài][gōngshuài]LED散热——半导体制[tǐzhì][tǐzhì]冷解决方案

          图1半导体制[tǐzhì]冷片TEC布局

          本文接纳半导体制[tǐzhì]冷是由于与的体系相比,没械动弹部门、无需剂、无污染性高、寿命。长并且易于节制,体积[tǐjī]和功率[gōngshuài]都做的很小,十分在LED的事情空间里。

          3、体系设计方案

          LED散热节制体系由温度设定模块、复位模块、显示模块、温度收罗模块、节制电路模块[2]及模块构成,体系框图如图1所示。该体系以微处置器为节制焦点,与温度收罗模块通讯收罗被控工具。的及时温度,与温度设定模块通讯设定启动温度和强温度。使用C说话对未处置编程可实现。,当收罗的及时温度小于启动温度时,无PWM调制波[1,6]输出,模块处于闲置状态;当收罗的及时温度大于启动温度但小于强温度时,输出占空比的 PWM调制波,模块启动小功率[gōngshuài]的方法;当收罗的及时温度大于强温度时,输出占空比的PWM调制波,模块启动大功率[gōngshuài]的方法。

          4、硬件电路设计及其元件[yuánjiàn]选择

          该体系由温度设定、温度收罗、PWM节制电路及电路(复位电路和显示电路)构成。本方案接纳低价位、高机能。的AT89C51作为[zuòwéi]主控芯片,实现。体系的逻辑节制成果;接纳单线通讯的高精度温度传感器[chuángǎnqì]DS18B20,实现。对被控工具。LED芯片及时温度的收罗;设计了4×3输入键盘,启动温度和强温度由键盘输入;设计了PWM节制电路,实现。对半导体制[tǐzhì]冷片TEC[5]的事情电压的节制,进而实现。对半导体制[tǐzhì]冷片TEC功率[gōngshuài]的节制,以到达对LED芯片散热的结果。

          4.1 主控芯片AT89C51

          该体系的主控芯片选用的是单片机AT89C51.单片机AT89C51是ATMEL公司[gōngsī]出产的低电压、高机能。的处置器,为嵌入式节制体系提供了一种机动性高的便宜方案。单片机AT89C51内含4KB的Flash储存[chǔcún]器,可擦写1000次、128字节。的RAM、四个并行8位双向I/O和2个16位可编程按时。器。此外,主控芯片AT89C51接纳频率为12MHz的晶振,体系运行一个呆板周期,于法式的编写。单片机AT89C51成果:从键盘电路读入设定的启动功率[gōngshuài]和功率[gōngshuài],从温度传感器[chuángǎnqì]DS18B20读入及时收罗的LED芯片事情温度,通过C说话编程将二者对照对光电耦合器输出 PWM调制波及将DS18B20及时收罗的温度输出到LCD显示。

          4.2 键盘电路

          该体系接纳4×3键盘[4],包括0~9共10个数字键、一个“”键和一个“扫除”键。操作流程为:输入2位设定温度,按下“”,将设定温度输入到AT89C51内用户自界说区某存储。单位,作为[zuòwéi]半导体制[tǐzhì]冷片的启动温度。然后,同理再次输入2位温度,作为[zuòwéi]半导体制[tǐzhì]冷片的强温度。键盘事情道理:I/O口P1.0~P1.3充当行选线,P1.5~P1.7(外接上拉电阻到+5V电源)充当列选线。化时P1.0~P1.3置低电位,P1.5~P1.7置高电位并守候按键。当有键按下时,响应的列选线电平被拉低,读响应的行码和列码,则按键的编号即可。

        大功率[gōngshuài][gōngshuài]LED散热——半导体制[tǐzhì][tǐzhì]冷解决方案

          键盘表面

          4.3 温度收罗电路

          该体系接纳DALLAS公司[gōngsī]的出产的数字温度传感器[chuángǎnqì]DS18B20.DS18B20是一款仅哄骗[shǐyòng]一根信号[xìnhào]线(1-Wire)与单片机通讯的温度丈量芯片,丈量(满意该体系的测温要求)之间的温度,使用法式编程可实现。9为数字温度输出,丈量精度为因为温度高于 时,DS18B20体现出的泄电流对照大,泛起与单片机AT89C51的通讯溃散,故接纳电源模式供电[gōngdiàn]。DS18B20最大的特点单总线传输[chuánshū]方法,因此对读写数据位具有[jùyǒu]严酷的时序要求。时序包罗:化时序、读时序、写时序。每一次下令和数据的传输[chuánshū]都是从单片机的启动写时序开始。,假如要求 DS18B20回送数据,在举行写时序后,单片机需启动读时序完成。数据吸收,数据和下令的传输[chuánshū]都是职位在先。

        大功率[gōngshuài][gōngshuài]LED散热——半导体制[tǐzhì][tǐzhì]冷解决方案

          DS18B20外接电源

          4.4 PWM节制电路

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