节能环保型光源照明的探新范文

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功率电路

1基于LM3423的LED恒流驱动电路

LED驱动电路的原理图如图2所示。该电路使用LM3423芯片和外围的功率电感、场效应管和肖特基二极管搭建Boost电路，将输入电压升压为LED串供电。使用0.5Ω的水泥电阻作为LED串的电流检测电路，通过恒流控制电路，实现恒定电流输出。

2铅酸电池充电电路

铅酸电池充电控制电路使用深圳如韵电子生产的CN3717铅酸电池充电控制芯片作为主芯片，通过外围元件搭建Buck电路。该电路的输入电源为市电隔离式12V电源和太阳能供电电源，通过串联进充电回路的康铜丝电阻检测充电电流，并检测充电电压，实现铅酸电池的充电和保护。通过CN3717的状态监视管脚，电路能向控制板反馈充电电路的工作状态信号。电路的原理图如图3所示。

3充电选择电路

图4为充电选择电路。其中，V12V端口接12V市电供电电源输出为太阳能电源的输入端，其电压应为12—15V。Q4为P沟道场效应管IRF9530，作为电路的功率开关。

电路的工作原理如下：当V-端的输入电压正常（即12V-15V）时，Q4关断，市电充电电源输出被截止，蓄电池充电电路的输入电流由太阳能收集电路提供；当太阳能收集电路无输出（Vsolar＜8V）时，Q4导通，市电电源给充电电路提供输入电流，同时D4防止电流灌入太阳能收集电路。

控制电路

控制电路原理图如图5所示。该电路为单片机最小系统、通信接口电路、辅助电源三部分。单片机系统：本系统选用深圳宏晶科技生产的STC12C2052AD单片机作为控制核心，利用光敏电阻检测光强的变化，使用热敏电阻检测周围环境温度值。由于将使用9600bps波特率的串口通信，考虑到便于产生串口波特率频率，故选择11.0592MHz的石英晶振作为单片机系统的外部时钟源（11059200=9600*12*96）。

通信接口电路：MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，它使用+5v单电源供电，通过电荷泵电路，能完成RS-232接口的电平转换。在单片机应用电路中，广泛使用MAX232作为串口电平转换芯片。辅助电源：采用LM2576-5.0开关电源芯片搭建12V转5V的DC-DC电路。开关电源芯片LM2576是NationalSemiconductor公司生产的3A集成稳压电路，它内部集成了一个固定的振荡器，只需极少外围器件便可构成Buck型DC-DC电路；其内部有完善的保护电路，可以实现过流保护和过热保护等保护功能；由于其使用简单，性能可靠，被广泛应用于替代传统三端稳压器。

程序设计

1下位机程序设计

本系统的下位机为STC12C2052AD单片机。该单片机基于51内核，内部集成有PWM发生器、UART异步串行接口控制器、8路8位的A/D转换器和定时计数器等资源，能方便地完成本系统的设计需求。单片机的编程采用KeilSoftware公司的KeilμVision4开发环境，使用C51编译器编译，并以串口ISP的方式进行烧写。

2上位机程序设计

作为与用户直接接触的界面，上位机程序是系统软件重要的组成部分，上位机程序界面如图8所示。本系统的上位机程序运行于Windows操作系统，使用Microsoft公司的VisualBasic6.0编译生成。上位机程序使用COM1作为通讯端口，以命令字符串明文的形式向下位机发送指令，并将回馈信息显示。

VB6的串口编程实现使用WindowsCommunicationControl控件，只需对控件属性进行设置便可完成串口参数的配置和数据的发送；当通信事件发生时，操作系统会以事件的方式通知程序，在此事件中便可完成串口数据的接收、解析和处理过程。MSCOMM控件是

VB6的标准组成部分，要使用它只需在VB界面点击菜单栏的工程-界面-控件，将MSCOMM控件的复选框选中，即可在控件栏中找到该控件的图标。根据设计要求，将MSCOMM控件的属性设置如下（具体见表1）：当串口接收时，会触发MSCOMM控件的OnComm事件。应用程序对通信内容的处理将在这个事件里面完成。

实验结论

系统的测试电路如图9所示。经过硬件和软件调试，系统能实现设计的各项功能要求和性能要求，实现了LED的恒流驱动、PWM调光、故障保护、自动控制、上位机控制等各项功能。

系统工作时的整体外观如图10。该系统使用LM3423芯片作为恒流控制核心，搭建了LED恒流PWM调光升压驱动电路；使用CN3717芯片作为铅蓄电池充电控制芯片，构建了Buck型铅酸电池充电控制电路；使用STC12C2052AD芯片作为数字控制核心，采样传感器的信号量，输出调光用PWM波，并通过通用异步串行通讯接口与上位机进行通讯控制。

系统采用12V铅酸电池进行能量的中转，目的是实现能源自给自足的太阳能供电LED照明系统，并由市电电源提供备用充电能源。由于要驱动一串工作电压为45V的大功率白光，因此采用了非隔离升压型DC-DC电路将输入电压升压驱动LED串。为了实现上位机对LED驱动器的控制，设计了一个上位机程序。该程序使用VB6.0编制，制作了一个主窗口界面，通过按钮控制LED驱动器的动作。经过试验，能有效地控制LED驱动器的各项动作，并能将LED驱动器的运行状态显示在计算机上，供用户查看。经过调试和测试，系统在实验室中工作正常稳定，具有较高的效率和较好的稳定性，因此该系统具有一定的实用价值。

作者：郭阳杜捷单位：中南大学物理与电子学院