LED不間斷電源控制器

卜劍秋

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和市場競爭的加劇，我國制造業(yè)進(jìn)入了一個更為激烈的競爭環(huán)境。而目前我國許多企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益低下，與一些發(fā)達(dá)國家相比，普遍存在著消耗大、成本高、效率低燈問題，而本實驗運用程序分析技巧、操作分析思想和方法進(jìn)行了優(yōu)化。本系統(tǒng)采用蓄電池為備用電源，實驗LED燈的不間斷驅(qū)動以及LED燈的短路和斷路故障保護(hù)控制，安全指示燈用10個LED構(gòu)成（單管額定功率1w），制作成了一個控制LED燈組的驅(qū)動變換器。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通過備用電池儲能保持了LED燈持久點亮。

關(guān)鍵詞：STCl2C5410AD單片機(jī)；7815穩(wěn)壓芯片；MC34063芯片；電容；電感；MCP電子電位器

一、系統(tǒng)方案

本系統(tǒng)主要由主機(jī)模塊、顯示模塊、電源電路模塊設(shè)計、蓄電池模塊、設(shè)計DCDC降壓模塊、設(shè)計DCDC升壓模塊、設(shè)計小燈電路模塊構(gòu)成，下面分別論證這幾個模塊的選擇。

1.主機(jī)模塊的選擇

AT89C55WD這是一種低功耗、高性能單片機(jī)，20 K字節(jié)的閃光可編程的只讀存儲器和256字節(jié)的內(nèi)存。這裝置是人造Atmel的高密度非易失性存儲器存儲技術(shù)和符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)80C51單片機(jī)與80C52指令集。

通過對題目的分析論證，發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)不僅需要DCDC升降壓，還需要進(jìn)行液位的顯示和控制，這樣一來，不僅需要占用大量的I/0口資源，而且更加重了CPU的負(fù)擔(dān)，如此繁重的任務(wù)對普通單片機(jī)來說很難實現(xiàn)，且性能不夠穩(wěn)定。進(jìn)而設(shè)計的LED不間斷電源控制器控制系統(tǒng)，經(jīng)試驗測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，操作簡單方便且功能強(qiáng)大。

2.顯示模塊的選擇

經(jīng)過系統(tǒng)分析可知，系統(tǒng)中需要顯示各器件及電路間的電壓電流，需要顯示的項目較多，數(shù)碼管顯示已經(jīng)不能滿足要求?？紤]到成本問題，最終決定使用兩塊LCDl602進(jìn)行兩個模塊的數(shù)據(jù)顯示。

3.DCDC降壓模塊設(shè)計

本電路主要包括變壓器降壓，橋式整流電路，濾波電路，降壓電路，AD轉(zhuǎn)換電路，和數(shù)字顯示構(gòu)成。其中降壓電路是一種高效的三增益開關(guān)電源DC/DC降壓變換器。從1v起調(diào)的穩(wěn)壓電源，電路使用時，只需調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)壓器（可調(diào)電阻），即可得到15V之間所需的電壓。

本電源電路是實現(xiàn)把24V直流電壓變換成15V直流電壓，它的工作原理是：經(jīng)過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出直流電壓，當(dāng)對轉(zhuǎn)換電容陣列進(jìn)行不同設(shè)定時，通過改變分壓比，可以得到一個15V的連續(xù)可調(diào)直流電壓。

4.DCDC升壓模塊設(shè)計

DC/DC電壓模塊系統(tǒng)一般由主拓?fù)潆娐凡糠帧㈤_關(guān)管驅(qū)動部分和反饋閉環(huán)三部分構(gòu)成。主拓?fù)潆娐凡糠郑褐饕üβ书_關(guān)管、儲能電感、續(xù)流二極管以及濾波電容；開關(guān)管驅(qū)動部分：主要包括脈寬調(diào)制專用芯片以及必要的增強(qiáng)驅(qū)動功率開關(guān)管能力的電路。

二、系統(tǒng)理論分析與計算

1.系統(tǒng)整體分析設(shè)計

通過對題目的分析與思考，整個系統(tǒng)可以分為如下幾個部分電源電路模塊設(shè)計，蓄電池模塊設(shè)計，DCDC降壓模塊設(shè)計，DCDC升壓模塊設(shè)計，小燈電路模塊設(shè)計。

2.MCP41010數(shù)字電位器

使用數(shù)字電位器的主要優(yōu)勢是定位精度高，不受機(jī)械振動影響，并可以通過程控來實現(xiàn)半自動化調(diào)節(jié)。使用數(shù)字電位器的缺點是不能連續(xù)調(diào)節(jié)，對于離散多檔位調(diào)節(jié)場合，使用是非常方便的。數(shù)字電位器MCP41010調(diào)節(jié)精度達(dá)到256檔，相比其他64檔數(shù)字電位器，精度有了大大提高。此外，它采用SPI總接線口，只需2B指令讀寫時序，并且在寫完1B指令后無需接應(yīng)應(yīng)答信號，給軟件模擬時序帶來極大方便，這是它的優(yōu)勢所在。但是MCP41010在一芯片上只集成了一個電位器，使用資源較少，因此可以使用同系列的產(chǎn)品MCP41010。

三、測試方案與測試結(jié)果

測試分析與結(jié)論：

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，可以看出本LED不間斷電源控制器能基本完成基礎(chǔ)部分，不過尚有待進(jìn)一步提高測量精度，測試結(jié)果表明系統(tǒng)性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠。

四、結(jié)語

1.實用性強(qiáng)，本實驗通過蓄電池再次為小燈泡提供能量，能使小燈持續(xù)發(fā)電，再加上DCDC升壓和降壓能完全保護(hù)電路和燈泡。

2.成本低，整套系統(tǒng)的使用成本低。

3.兼容性強(qiáng)。