LED不间断电源控制器

卜剑秋

摘要：随着科学技术的不断发展和市场竞争的加剧，我国制造业进入了一个更为激烈的竞争环境。而目前我国许多企业生产效率和经济效益低下，与一些发达国家相比，普遍存在着消耗大、成本高、效率低灯问题，而本实验运用程序分析技巧、操作分析思想和方法进行了优化。本系统采用蓄电池为备用电源，实验LED灯的不间断驱动以及LED灯的短路和断路故障保护控制，安全指示灯用10个LED构成（单管额定功率1w），制作成了一个控制LED灯组的驱动变换器。本系统结构简单，通过备用电池储能保持了LED灯持久点亮。

关键词：STCl2C5410AD单片机；7815稳压芯片；MC34063芯片；电容；电感；MCP电子电位器

一、系统方案

本系统主要由主机模块、显示模块、电源电路模块设计、蓄电池模块、设计DCDC降压模块、设计DCDC升压模块、设计小灯电路模块构成，下面分别论证这几个模块的选择。

1.主机模块的选择

AT89C55WD这是一种低功耗、高性能单片机，20 K字节的闪光可编程的只读存储器和256字节的内存。这装置是人造Atmel的高密度非易失性存储器存储技术和符合行业标准80C51单片机与80C52指令集。

通过对题目的分析论证，发现整个系统不仅需要DCDC升降压，还需要进行液位的显示和控制，这样一来，不仅需要占用大量的I/0口资源，而且更加重了CPU的负担，如此繁重的任务对普通单片机来说很难实现，且性能不够稳定。进而设计的LED不间断电源控制器控制系统，经试验测试，该系统稳定可靠，操作简单方便且功能强大。

2.显示模块的选择

经过系统分析可知，系统中需要显示各器件及电路间的电压电流，需要显示的项目较多，数码管显示已经不能满足要求。考虑到成本问题，最终决定使用两块LCDl602进行两个模块的数据显示。

3.DCDC降压模块设计

本电路主要包括变压器降压，桥式整流电路，滤波电路，降压电路，AD转换电路，和数字显示构成。其中降压电路是一种高效的三增益开关电源DC/DC降压变换器。从1v起调的稳压电源，电路使用时，只需调节电源电压调压器（可调电阻），即可得到15V之间所需的电压。

本电源电路是实现把24V直流电压变换成15V直流电压，它的工作原理是：经过降压、整流、滤波、稳压后输出直流电压，当对转换电容阵列进行不同设定时，通过改变分压比，可以得到一个15V的连续可调直流电压。

4.DCDC升压模块设计

DC/DC电压模块系统一般由主拓扑电路部分、开关管驱动部分和反馈闭环三部分构成。主拓扑电路部分：主要包括功率开关管、储能电感、续流二极管以及滤波电容；开关管驱动部分：主要包括脉宽调制专用芯片以及必要的增强驱动功率开关管能力的电路。

二、系统理论分析与计算

1.系统整体分析设计

通过对题目的分析与思考，整个系统可以分为如下几个部分电源电路模块设计，蓄电池模块设计，DCDC降压模块设计，DCDC升压模块设计，小灯电路模块设计。

2.MCP41010数字电位器

使用数字电位器的主要优势是定位精度高，不受机械振动影响，并可以通过程控来实现半自动化调节。使用数字电位器的缺点是不能连续调节，对于离散多档位调节场合，使用是非常方便的。数字电位器MCP41010调节精度达到256档，相比其他64档数字电位器，精度有了大大提高。此外，它采用SPI总接线口，只需2B指令读写时序，并且在写完1B指令后无需接应应答信号，给软件模拟时序带来极大方便，这是它的优势所在。但是MCP41010在一芯片上只集成了一个电位器，使用资源较少，因此可以使用同系列的产品MCP41010。

三、测试方案与测试结果

测试分析与结论：

根据数据显示，可以看出本LED不间断电源控制器能基本完成基礎部分，不过尚有待进一步提高测量精度，测试结果表明系统性能优良，稳定可靠。

四、结语

1.实用性强，本实验通过蓄电池再次为小灯泡提供能量，能使小灯持续发电，再加上DCDC升压和降压能完全保护电路和灯泡。

2.成本低，整套系统的使用成本低。

3.兼容性强。