LED不間斷電源控制器

卜劍秋

摘要：隨著科學技術的不斷發展和市場競爭的加劇，我國制造業進入了一個更為激烈的競爭環境。而目前我國許多企業生產效率和經濟效益低下，與一些發達國家相比，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行了優化。本系統采用蓄電池為備用電源，實驗LED燈的不間斷驅動以及LED燈的短路和斷路故障保護控制，安全指示燈用10個LED構成（單管額定功率1w），制作成了一個控制LED燈組的驅動變換器。本系統結構簡單，通過備用電池儲能保持了LED燈持久點亮。

關鍵詞：STCl2C5410AD單片機；7815穩壓芯片；MC34063芯片；電容；電感；MCP電子電位器

一、系統方案

本系統主要由主機模塊、顯示模塊、電源電路模塊設計、蓄電池模塊、設計DCDC降壓模塊、設計DCDC升壓模塊、設計小燈電路模塊構成，下面分別論證這幾個模塊的選擇。

1.主機模塊的選擇

AT89C55WD這是一種低功耗、高性能單片機，20 K字節的閃光可編程的只讀存儲器和256字節的內存。這裝置是人造Atmel的高密度非易失性存儲器存儲技術和符合行業標準80C51單片機與80C52指令集。

通過對題目的分析論證，發現整個系統不僅需要DCDC升降壓，還需要進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的負擔，如此繁重的任務對普通單片機來說很難實現，且性能不夠穩定。進而設計的LED不間斷電源控制器控制系統，經試驗測試，該系統穩定可靠，操作簡單方便且功能強大。

2.顯示模塊的選擇

經過系統分析可知，系統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，數碼管顯示已經不能滿足要求。考慮到成本問題，最終決定使用兩塊LCDl602進行兩個模塊的數據顯示。

3.DCDC降壓模塊設計

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轉換電路，和數字顯示構成。其中降壓電路是一種高效的三增益開關電源DC/DC降壓變換器。從1v起調的穩壓電源，電路使用時，只需調節電源電壓調壓器（可調電阻），即可得到15V之間所需的電壓。

本電源電路是實現把24V直流電壓變換成15V直流電壓，它的工作原理是：經過降壓、整流、濾波、穩壓后輸出直流電壓，當對轉換電容陣列進行不同設定時，通過改變分壓比，可以得到一個15V的連續可調直流電壓。

4.DCDC升壓模塊設計

DC/DC電壓模塊系統一般由主拓撲電路部分、開關管驅動部分和反饋閉環三部分構成。主拓撲電路部分：主要包括功率開關管、儲能電感、續流二極管以及濾波電容；開關管驅動部分：主要包括脈寬調制專用芯片以及必要的增強驅動功率開關管能力的電路。

二、系統理論分析與計算

1.系統整體分析設計

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

2.MCP41010數字電位器

使用數字電位器的主要優勢是定位精度高，不受機械振動影響，并可以通過程控來實現半自動化調節。使用數字電位器的缺點是不能連續調節，對于離散多檔位調節場合，使用是非常方便的。數字電位器MCP41010調節精度達到256檔，相比其他64檔數字電位器，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指令后無需接應應答信號，給軟件模擬時序帶來極大方便，這是它的優勢所在。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品MCP41010。

三、測試方案與測試結果

測試分析與結論：

根據數據顯示，可以看出本LED不間斷電源控制器能基本完成基礎部分，不過尚有待進一步提高測量精度，測試結果表明系統性能優良，穩定可靠。

四、結語

1.實用性強，本實驗通過蓄電池再次為小燈泡提供能量，能使小燈持續發電，再加上DCDC升壓和降壓能完全保護電路和燈泡。

2.成本低，整套系統的使用成本低。

3.兼容性強。