基于STM32 LED閃光電源的設(shè)計(jì)

周桔蓉 孫旭日

摘要：該系統(tǒng)是基于STM32單片機(jī)的LED閃光電源，它將電池的電能轉(zhuǎn)換為恒流輸出，驅(qū)動(dòng)高亮度白光LED。電源有連續(xù)輸出和脈動(dòng)輸出兩種模式，并具有輸出電壓限壓保護(hù)和報(bào)警功能。該系統(tǒng)很好的解決了效率低下的問題。該系統(tǒng)可以用在照相機(jī)等領(lǐng)域。單片機(jī)是使用的功耗低，功能強(qiáng)大的STM32單片機(jī)。該單片機(jī)容易掌握，功能強(qiáng)大。

關(guān)鍵詞：LED閃光電源單片機(jī)STM32報(bào)警功能

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

目前市場上的LED閃光電源，存在以下缺點(diǎn)：1.3V電壓時(shí)LED閃光電源無法工作；2.輸出電流較大時(shí)，電壓不穩(wěn)定，3.效率很低。設(shè)計(jì)一個(gè)LED閃光燈電源。

1 總體設(shè)計(jì)方案

由于LED閃光電源工作在低電壓，所以不能采用51單片機(jī).STM32是一款低功耗，功能強(qiáng)大的單片機(jī)。它具有存儲(chǔ)容量大、運(yùn)算速度快、接口多的特點(diǎn)。近幾年很快占領(lǐng)了電子市場。該電源的核心為直流穩(wěn)流電源變換器，它將電池的電能轉(zhuǎn)換為恒流輸出，驅(qū)動(dòng)高亮度白光 LED。電源有連續(xù)輸出和脈動(dòng)輸出兩種模式，并具有輸出電壓限壓保護(hù)和報(bào)警功能?？傮w設(shè)計(jì)如圖1所示.

2 硬件電路設(shè)計(jì)

整個(gè)硬件電路以ARM系列的STM32單片機(jī)為核心。硬件電路包括升壓電路、ADC測量電路、DAC控制電路。STM32單片機(jī)包含3個(gè)12位的ADC。完全滿足設(shè)計(jì)要求，而且精度非常高。DAC控制對(duì)象為場效應(yīng)管。場效應(yīng)管是一種電壓控制電流的器件。由于單片機(jī)DAC輸出電壓小于3V，范圍很小。所以在中間要添加運(yùn)算放大器LM324進(jìn)行電壓放大。從而更好的控制場效應(yīng)管的漏極電流，達(dá)到系統(tǒng)輸出要求。硬件電路圖如圖2所示。

3軟件和控制算法

3.1 控制算法

控制算法中采用了PID控制算法，利用DAC提升電壓，控制精度更高，電壓和電流穩(wěn)定性好。STM32對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、比較、處理與輸出，DAC輸出，通過運(yùn)算放大電路對(duì)場效應(yīng)管控制，直接對(duì)場效應(yīng)管電壓進(jìn)行提升，最終達(dá)到電壓控制電流的目的。在控制過程中，還有一些因素導(dǎo)致控制的滯后，通過數(shù)字PID控制器進(jìn)行糾正。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

軟件開發(fā)采用的是KEIL公司的KEIL4，該軟件與STM32連接?？梢赃M(jìn)行在線快速擦寫。程序采用的語言是C語言，C語言編寫程序可讀性好，移植性高。流程圖如圖4。

4 結(jié)語

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)電路測試后，用2節(jié)干電池3V作為電源。LED閃光電源可以輸出100mA、150mA、200mA、300mA、450mA、600mA六個(gè)檔電流。輸出的電流可以分為連續(xù)和脈沖兩種方式。電流穩(wěn)定在1%，效率85%，完成了設(shè)計(jì)要求?？梢詮V泛用于照相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中。

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