苏ICP备112451047180号-6
四阶梯LED驱动电源的设计
一、选题简介、意义
因为LED照明的利用简直普及到了各行各业的每一个地方，LED发出光亮的大小，发出光照的颜色和通路短路的一些变得地方，LED的价值是无法想象的，如今现实生活中的电压和电流都不可以LED加电，不然就会直接烧毁，LED驱动器就是这种可以驱使LED在最佳电压或电流状态下工作的电子组件。所以LED驱动电源也就变成了LED照明灯的必不可少的工具，正因为如此，LED驱动源具有很大的意义。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
LED驱动的具体内容：设计一个四路12个LED芯片串联在并联的驱动电路当一路中有一颗损坏时，其他三路就增加了电流，造成雪崩式损坏，故设计四阶梯恒流驱动源电路，控制每一路电流，当发现某一路损坏时，根据程序需要调光时，按阶调低恒流源输出的大小，使每一路的电流可调，
解决的问题、预期目标：
当一路中有一颗损坏时，其他三路就增加了电流，造成雪崩式损坏（主要原因：
LED驱动源是恒流驱动），故设计四阶梯恒流驱动源电路，控制每一路电流，当发现某一路损坏时，根据程序需要调光时，按阶调低恒流源输出的大小，使每一路的电流可调。
研究步骤、方法及措施：
先通过AC/DC，再通过PFC根据输出电流大小，来调整载波频率，以达到恒流模式，通过四路采样器拔每路输出电流送人CPU，调整占空比，再控制阶梯波的输出电流，通过程序有阶控制输出功率达到调光及防止雪崩损坏的目的
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
初步设计系统分为四模块：最小系统、AC/DC变换电路、人机交换界面、单片机控制。替换后的数字处理信号送到单片机处理，由单片机来对该数字信号的处理，完成显示部分与人机的合作。
PFC电路部分：因为模数转换电路的输入接口有整流滤波的作用,当交流电压输入时,由整流过电源提供电源的电子设备,工频电网侧侧边(交流输入接口)功率因数只有大概60%- 65%.当利用功率因数校正的设备事, 工频电网侧功率因数就能够提高到95%-99%。这样减少了对电网的一些污染,也使电源的整体效率大大提高了
单片机部分：是最为主要控制电路部分，单片机接受由外面送入的数据信息，通过一些简单的运算能力和处理能力，来得到对应的控制功能。
A/D转换电路：通过把外面输入的模拟信号使用A/D转换器转换成数字处理信号送入单片机内。因为单片机接收的是数字信号，所以通过A/D转化器把模拟量变成数字信号送到单片机控制系统处理。因此需要有A/D转换电路。本次课题设计中选用ADC0809作为A/D转换器。
恒流电路：控制每一路电流，当发现某一路损坏时，根据程序需要调光时，按阶调低恒流源输出的大小，使每一路的电流可调。
四路电流采样电路：四路采样器拔每路输出电流送人CPU，调整占空比，再控制阶梯波的输出电流，通过程序有阶控制输出功率达到调光及防止雪崩损坏的目的。
系统框图：
结构图：
目 录
第一章 绪论
1.1四阶梯LED驱动电源课题的背景及意义………………………………………………2
1.1.1课题意义…………………………………………………………………………2
1.1.2技术背景…………………………………………………………………………2
1.2四阶梯LED驱动电源国内外研究状态…………………………………………………3
1.3四阶梯LED驱动电源技术特点…………………………………………………………5
1.4四阶梯LED驱动电源课题研究的内容…………………………………………………5
第二章 四阶梯LED驱动电源系统总设计………………………………………………………6
2.1四阶梯LED驱动电源整体方案设计思想………………………………………………6
2.2四阶梯LED驱动电源的硬件方框图……………………………………………………6
2.3四阶梯LED驱动电源软件流程图………………………………………………………7
第三章 四阶梯LED驱动电源硬件设计………………………………………………………8
3.1四阶梯LED驱动电源系统硬件设计思想……………………………………………8
3.2 四阶梯LED驱动电源系统硬件框图…………………………………………………8
3.3原理简介………………………………………………………………………………9
3.4分电路设计……………………………………………………………………………9
3.4.1 AC/DC电路设计…………………………………………………………………9
3.4.2 PFC电路…………………………………………………………………………10
3.4.3 DC/DC电路……………………………………………………………………13
3.4.4保护电路………………………………………………………………………14
3.4.5 四路电流采样电路…………………………………………………………14
3.4.6单片机电路………………………………………………………………………15
第四章 软件设计…………………………………………………………………………………18
4.1电路流程图……………………………………………………………………………18
4.2 PWM 驱动信号c语言设计……………………………………………………………20
4.3单片机控制处理C语言程序………………………………………………………20
4.4 C语言总程序部分……………………………………………………………………16
第五章 硬件系统的调试…………………………………………………………………………25
5.1硬件调试…………………………………………………………………………………25
5.2软件调试………………………………………………………………………………25
5.3调试步骤………………………………………………………………………………29
第六章 总结……………………………………………………………………………………29
附录………………………………………………………………………………………………30
参考文献…………………………………………………………………………………………33
参考文献
[1] 沙占友 单片开关电源计算机辅助设计软件与应用 [D] 第一版 北京机械工业出版社 2007.8
[2] 周志敏，周纪海 开关电源功率因数校正电路设计与应用[D] 第一版 北京人民邮电出版社 2004.11
[3] 杨恒《LED 照明驱动器设计》[D]第一版 北京中国电力出版社2010.4.18-21
[4] 王波《一种电压模式控制 PWM 开关电源的研究》[D]西安电子科技大学2006.
[5] 董秀芬《一种新型有源功率因数校正电路及控制方法的设计研究与仿真》[M] 硕士论文，东南大学 2008.
[6] 杨振江《A/D、 D/A 转换器接口技术与实用电路》[D]西安电子科技大学出版社1996.
[7] 段新东《PWM 控制电流模式的 DC-DC 变换器设计》[D]吉林大学 2007
[8] 李 华《M CS 系列单片机实用接口技术》[D]北京航空航天大学出版社1993 .
[9] 周志敏，纪爱华《开关电源驱动 LED 电路设计实例》[D]第一版北京电子工业出版社 2012.1
一、选题简介、意义
因为LED照明的利用简直普及到了各行各业的每一个地方，LED发出光亮的大小，发出光照的颜色和通路短路的一些变得地方，LED的价值是无法想象的，如今现实生活中的电压和电流都不可以LED加电，不然就会直接烧毁，LED驱动器就是这种可以驱使LED在最佳电压或电流状态下工作的电子组件。所以LED驱动电源也就变成了LED照明灯的必不可少的工具，正因为如此，LED驱动源具有很大的意义。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
LED驱动的具体内容：设计一个四路12个LED芯片串联在并联的驱动电路当一路中有一颗损坏时，其他三路就增加了电流，造成雪崩式损坏，故设计四阶梯恒流驱动源电路，控制每一路电流，当发现某一路损坏时，根据程序需要调光时，按阶调低恒流源输出的大小，使每一路的电流可调，
解决的问题、预期目标：
当一路中有一颗损坏时，其他三路就增加了电流，造成雪崩式损坏（主要原因：
LED驱动源是恒流驱动），故设计四阶梯恒流驱动源电路，控制每一路电流，当发现某一路损坏时，根据程序需要调光时，按阶调低恒流源输出的大小，使每一路的电流可调。
研究步骤、方法及措施：
先通过AC/DC，再通过PFC根据输出电流大小，来调整载波频率，以达到恒流模式，通过四路采样器拔每路输出电流送人CPU，调整占空比，再控制阶梯波的输出电流，通过程序有阶控制输出功率达到调光及防止雪崩损坏的目的
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
初步设计系统分为四模块：最小系统、AC/DC变换电路、人机交换界面、单片机控制。替换后的数字处理信号送到单片机处理，由单片机来对该数字信号的处理，完成显示部分与人机的合作。
PFC电路部分：因为模数转换电路的输入接口有整流滤波的作用,当交流电压输入时,由整流过电源提供电源的电子设备,工频电网侧侧边(交流输入接口)功率因数只有大概60%- 65%.当利用功率因数校正的设备事, 工频电网侧功率因数就能够提高到95%-99%。这样减少了对电网的一些污染,也使电源的整体效率大大提高了
单片机部分：是最为主要控制电路部分，单片机接受由外面送入的数据信息，通过一些简单的运算能力和处理能力，来得到对应的控制功能。
A/D转换电路：通过把外面输入的模拟信号使用A/D转换器转换成数字处理信号送入单片机内。因为单片机接收的是数字信号，所以通过A/D转化器把模拟量变成数字信号送到单片机控制系统处理。因此需要有A/D转换电路。本次课题设计中选用ADC0809作为A/D转换器。
恒流电路：控制每一路电流，当发现某一路损坏时，根据程序需要调光时，按阶调低恒流源输出的大小，使每一路的电流可调。
四路电流采样电路：四路采样器拔每路输出电流送人CPU，调整占空比，再控制阶梯波的输出电流，通过程序有阶控制输出功率达到调光及防止雪崩损坏的目的。
系统框图：
结构图：
目 录
第一章 绪论
1.1四阶梯LED驱动电源课题的背景及意义………………………………………………2
1.1.1课题意义…………………………………………………………………………2
1.1.2技术背景…………………………………………………………………………2
1.2四阶梯LED驱动电源国内外研究状态…………………………………………………3
1.3四阶梯LED驱动电源技术特点…………………………………………………………5
1.4四阶梯LED驱动电源课题研究的内容…………………………………………………5
第二章 四阶梯LED驱动电源系统总设计………………………………………………………6
2.1四阶梯LED驱动电源整体方案设计思想………………………………………………6
2.2四阶梯LED驱动电源的硬件方框图……………………………………………………6
2.3四阶梯LED驱动电源软件流程图………………………………………………………7
第三章 四阶梯LED驱动电源硬件设计………………………………………………………8
3.1四阶梯LED驱动电源系统硬件设计思想……………………………………………8
3.2 四阶梯LED驱动电源系统硬件框图…………………………………………………8
3.3原理简介………………………………………………………………………………9
3.4分电路设计……………………………………………………………………………9
3.4.1 AC/DC电路设计…………………………………………………………………9
3.4.2 PFC电路…………………………………………………………………………10
3.4.3 DC/DC电路……………………………………………………………………13
3.4.4保护电路………………………………………………………………………14
3.4.5 四路电流采样电路…………………………………………………………14
3.4.6单片机电路………………………………………………………………………15
第四章 软件设计…………………………………………………………………………………18
4.1电路流程图……………………………………………………………………………18
4.2 PWM 驱动信号c语言设计……………………………………………………………20
4.3单片机控制处理C语言程序………………………………………………………20
4.4 C语言总程序部分……………………………………………………………………16
第五章 硬件系统的调试…………………………………………………………………………25
5.1硬件调试…………………………………………………………………………………25
5.2软件调试………………………………………………………………………………25
5.3调试步骤………………………………………………………………………………29
第六章 总结……………………………………………………………………………………29
附录………………………………………………………………………………………………30
参考文献…………………………………………………………………………………………33
参考文献
[1] 沙占友 单片开关电源计算机辅助设计软件与应用 [D] 第一版 北京机械工业出版社 2007.8
[2] 周志敏，周纪海 开关电源功率因数校正电路设计与应用[D] 第一版 北京人民邮电出版社 2004.11
[3] 杨恒《LED 照明驱动器设计》[D]第一版 北京中国电力出版社2010.4.18-21
[4] 王波《一种电压模式控制 PWM 开关电源的研究》[D]西安电子科技大学2006.
[5] 董秀芬《一种新型有源功率因数校正电路及控制方法的设计研究与仿真》[M] 硕士论文，东南大学 2008.
[6] 杨振江《A/D、 D/A 转换器接口技术与实用电路》[D]西安电子科技大学出版社1996.
[7] 段新东《PWM 控制电流模式的 DC-DC 变换器设计》[D]吉林大学 2007
[8] 李 华《M CS 系列单片机实用接口技术》[D]北京航空航天大学出版社1993 .
[9] 周志敏，纪爱华《开关电源驱动 LED 电路设计实例》[D]第一版北京电子工业出版社 2012.1