基于ARM7的LED驱动电源的研究与设计

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1、论文题目：基于ARM7的LED驱动电源的研究与设计专业：电路与系统硕士生：任晓丹（签名）指导老师：程红丽（签名）摘要当前能源危机的大环境之下，LED以其高效节能的优势，应用越来越广泛，也越来越趋于多元化，模块化和智能化是LED电源发展的大趋势。本课题在对线性电流源和开关电流源的基本原理、结构、特点深入研究的基础上，设计了两种驱动电源方案，方案一开关电源与线性电流源级联，线性电流源是系统的输出级，利用其输出纹波小、反应速度快的特点，提高输出电流精度；开关直流电压源实时调整输出，减小输出级调整管两端的电压差，提高整个系统的效

2、率；方案二为单级的开关电流源，纹波较大，系统稳定性好。在Matlab/Simulink中分别进行了仿真分析比较，最终选择方案二设计了一台基于ARM7的LED驱动电源。在控制策略方面，为了保证系统的动态性能和鲁棒性，本设计采用模糊PID控制算法，设计了模糊规则表。根据所设计电源的技术要求，完成了Buck变换器的主电路元件参数设计，在Simulink环境中建立了模糊PID控制的Buck变换器系统模型，进行了仿真，验证了控制策略的正确性以及系统的可靠性。最终设计了以LPC2138为核心控制系统的LED驱动电源，硬件主要包括主电

3、路、电流采样电路、红外硬件电路、MOSFET驱动电路等，软件采用了模块化设计方法，分别对主程序、AD采样程序、模糊PID算法程序、PWM输出程序、红外解码程序、无线调光程序进行了设计。测试结果表明，对该变换器进行的理论分析是正确的，其控制策略是可行的，其性能指标达到了设计要求。关键词：开关电源；LED驱动；模糊PID；ARM7研究类型：应用研究Subject:ResearchandDesignofLEDDrivePowerSupplyBasedonARM7Specialty:CircuitandSystemName:Re

4、nXiaodan(Signature)Instructor:ChengHongli(Signature)ABSTRACTUndertheenvironmentofthecurrentenergycrisis,LEDwhichtakesadvantageofhighefficiencyandenergysavingisappliedmoreandmorewidelyanddiversely,andtheLEDpowersupplyisdevelopingtowardsthedirectionofmodularityandi

5、ntelligence.Inthissubjectthebasicprinciples,structuresandcharacteristicsoflinearcurrentsourceandswitchingcurrentsourcehavebeenstudieddeeply;andtwodifferentschemesaredesigned,thefirstoneswitchingvoltagesourceandthelinearconstantcurrentsourceconnectedinseries,linea

6、rDCcurrentsourceistheoutputstage.Byitssmalloutputrippleandfastresponse,theaccuracyofthecurrentcanbeimproved.TheswitchingDCvoltagesourcereal-timeadjusttheoutputvoltagetoreducethevoltagedifferenceoftheoutputstageregulatortransistorandimprovetheefficiencyofthewholes

7、ystem.Thesecondschemeisswitchingcurrentsourcewithabiggerrippleandhighstability.Thetwoschemesaresimulatedinthesimulinkrespectivelyandthroughanalysisandcomparison,thenakindofnumericalcontrolledLEDdrivepowersupplybasedonARM7aredesignedaccordingtothesecondscheme.Inth

8、easpectofcontrolstrategy,tokeepdynamicperformanceandrobustnessofthesystem,thissubjectadoptfuzzyPIDcontrolalgorithm,anddesignthefuzzyrulestable.Accordingtotechn