大功率LED恒流源调光电路设计
时间：2022-10-28 来源：博通范文网 本文已影响 人 
摘 要:设计了一种以数字电位器X9312结合单片机的可调恒流电路,给出了系统组成,硬件电路设计,作品进行了测试,并将该设计主要方案用于2009年大学生电子设计竞赛设计制作,达到了要求。
关键词:X9312 恒流源 V/I电路 LED
中图分类号:TP202文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0091-03
Abstract:This paper designs a adjustable current source based on the microcon-troller and the Numerical electric potential machine X9312;And then it introduces the system components,hardware circuit design,The work carries on the test,The design applies attain the request to 2009 national university student"s electronicses to design the match.
Key words:X9312;Current Source;Voltage to Current Conversion Circuit;LED
LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,大功率LED照明具有工作电压低,光效高,是研究的一种方向,在LED控制系统中,恒流源是一个重要的单元[1]。目前国内外一般用于LED的恒流源功率较小,调光研究较少,本文设计用X9312U,89C52,3N5457等组成大功率LED恒流源调光电路,并将该电路用于2009年全国大学生电子设计竞赛试题I,作品获河北省三等奖。
1 系统组成
大功率LED恒流源调光电路系统组成如图1所示,首先由单片机89C52读取键盘信息,获取要求,通过运算获得控制信息,并将此信息分别传输到显示和数字电位器X9312U,修改其X9312U记忆的值,再经过V/I转换电路,得到LED系统所需要的可调恒流信号,控制大功率LED灯调光。
2 主要硬件电路
2.1 单片机与X9312U、液晶显示及键盘的接口设计
89C52是八位单片机,P13～P17与键盘电路连接,构成输入系统;P00～P07和P10～P12与显示电路连接构成显示系统;P25～P27同X9312构成调压环节。端口分配如图2,单片机首先分析键盘电路是否发出指令,如发出则处理指令,送显示电路和调压电路,如键盘未发出指令,显示电路继续接受原显示指令,而调压电路保持原有状态不变。
2.2 调压电路设计
调压依靠X9312完成,连接如图2,VCC与VSS提供电子电位器工作必须的电能,为片选信号,高电平时X9312输出保持过去记忆数值;为低电平时U/控制输出变化升降方向;在、U/满足要求负边沿触发控制升降,X9312每次变动1%;VH、VL是电子电位器的固定端,VW是滑动端,当U/为高电平VW向VH滑动,高电平VW向VL滑动。89C52单片机控制、U/、为输入,VW是输出。
2.3 V/I电路设计
V/I电路由U3A、U4A、T1、T2组成如图2,VW输入U3A,U3A用集成运算放大电路LM324构成一个电压跟随器,提高电路的稳定性和带负载能力,U4A用LM324,T1用2N5457结型场效应管、T2用PN2222中功率NPN三极管,R1,10K;R2,18Ω电阻构成高精度大功率电流电压转换。结型场效应管工作电流为:
ID=IDSS(1-)2(1)
IDSS为饱和漏极电流,UGS为栅源电压,UP为夹断电压,利用此原理完成电压到电流的转换。发光二极管通过的电流为:
I=[U0±×1%]/R2 (2)
U0为电子电位器X9312通电前记忆的数值,K为脉冲次数,VH-VL为电位器两固定端之间的电压,U0±×1%的数值在0～|VH-VL|之间。三极管极间电压:
UCE=12-［U0±×1%］(3)
3 软件设计
该系统软件包括键盘处理模块、显示模块、电流升降模块。系统主程序流程如图3,系统上电后首先对X9312进行初始化设置,显示发光二极管电流数值,然后开始检测键盘电路是否发出指令,如有指令通过89C52处理调节X9312相应的数值,改变发光二极管电流,同时显示数值也相应发生变化。
4 实际系统的性能及分析
经过多次分析、制版、腐蚀、焊接、组合组装了大功率LED恒流源调光电路系统,作品见图4。
测试为胜利ac97万用表,由测试数据作出分析图5。
从图5(a)和图5(b)看,曲线几乎是重合的,电流是恒流的,曲线几乎是直线是线性可调的。
5 结语
本设计创新点:利用单片机、数字电位器、集成运放电路、场效应管等结合设计了一种高精度大恒流的可调电路,满足了大功率LED调光需要。
参考文献
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