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时间:2018-11-14
《基于单片机的led闪光灯电源设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于单片机的LED闪光灯电源设计摘要:本设计采用Ti公司的MSP430F169芯片作为系统处理核心,完成了LED闪光灯电源的构建。系统主要由开关型升压电路模块、恒流源电路模块、A/D和D/A转换模块、按键控制模块以及报警提示模块组成。开关型升压电路模块采用XL6009升压芯片,通过调节滑动变阻器,改变输出电压大小;恒流源电路模块由P沟道场效应管F9530N、LM358运放以及单片机内部D/A组成,实现恒流输出;报警提示模块使用单片机内部ADC12模数转换功能,将模拟信号转换成数字信号实现报警。该电源具有连续输出和脉动输出两种模式,并具有
2、欠压保护和过热保护功能。关键词:单片机;升压电路;恒流源1系统方案本系统由输入直流电源经过开关型升压电路转换,输出12V电压,为恒流源电路提供工作电压。通过按键控制单片机内部的D/A输出信号,使恒流源电路输出恒定电流。此时负载两端的电压值大于设定值时,由单片机内部A/D信号控制报警模块报警。系统结构框图如图1所示:2升压电路分析电路主要由XL6009升压型直流电源变换器芯片、肖特基二极管B54以及电感组成。XL6009的3脚输出为方波信号。作为开关,当3脚输出低电平时,D1截止,电感L1作为储能元件储存电压,电容与RV1和R1组成一个回
3、路放电,使输出电压下降;当3脚输出高电平时,D1导通,电感L1向电容两端充电,输出电压升高。RV1与R1是XL6009内部组成的电压放大器,作为负反馈稳定输出电压,由电阻RV1和R1控制电压放大倍数。升压模块电路原理图如图2所7K:3恒流源电路设计该电路主要由LM358运放和P沟道场效应管F9530N组成。当D/A输出电压(即2脚电压)升高时,LM358的1脚输出电压减小,F9530N的门极G和源极S电压增大,控制SD间电压减小,使负载和地之间电压增大,采样电压随之增大,使LM358的3脚电压跟随2脚电压变化,从而起到恒流作用。通过开关
4、通断,切换不同的负载,使输出电流满足不同档位恒流的要求。恒流源电路原理如图3所示。4输入电源的分析计算输入电压为3.0〜3.6V,所以选择额定输出电压为Uout=3.6V的锂电池。根据最大输出功率是Pmax=10V*0.6A=6W,按系统整机效率80%计算,则输入电源的输出功率Pout=Pmax/0.8=7.5W,输入电压的输出电流I=Pout/Uout=2.08Ao一节干电池最大输出电流为2.2A,为保证续流能力,故选择两节3.6V锂电池。5提高效率的方法(1)F9530N为低压差场效应管,属于电压控制型器件,它的导通几乎不会消耗电流
5、,功耗极小,故选择F9530N来提高效率。(2)采样电阻的阻值很小,功耗相对较小。(3)电源的接线采用粗铜丝导线,内阻非常小,对应的损耗小,提高了输出功率,故效率有所提高。6系统测试结果及分析当接上负载,在连续输出模式下,对应的输出电压、输出电流及相对误差如表1所示:从表1中可以看出,当接上负载,在连续输出模式下,输出电流可设定3个档。最高输出电压为10.23V,最大输出电流相对误差为1%,LED闪光灯可正常工作,具有控制精确,误差小,并有高精度实时显示电压和电流大小的优点。参考文献[1]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京:电子工
6、业出版社,2009.[2]TI.德州仪器高性能模拟器件高校应用指南一一信号链与电源[Z]上海:TI中国大学计划,2014.[3]胡宴如.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2008.[4]王昊,李昕.集成运放应用电路设计360例[M].北京:电子工业出版社,2007.作者简介:赵新(1980-),女,山东青岛人,硕士研宄生,武汉交通职业学院电子与信息工程学院讲师,主要从事电子系统设计方面的研宄。
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