CN204465952U - 一种基于msp430的led灯节能电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于MSP430的LED灯节能电路，包括灰度值采集电路、MSP430单片机、开关电源电路和控制电路，所述开关电源电路包括整流桥T、变压器W和MOS管Q1，所述控制电路包括放大器IC2、放大器IC3和MOS管Q2。本实用新型LED驱动电路使用新型的MSP430单片机作为双极控制开关电源的主控芯片，其功能强大、速度快，执行速度为51单片机的10倍以上，能够更加精准的控制LED灯的驱动电压，提高了节能效率和稳定性。因此本电路具有节约电能、性能稳定、寿命长的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED电路，具体是一种基于MSP430的LED灯节能电路。
背景技术
LED被公认为是绿色的第四代光源，是一种固体冷光源，具有高效、寿命长、安全环保、体积小、高可靠性、响应速度快等诸多优点。目前达到同样的照明效果，LED的耗电量大约是白炽灯的1/10,荧光灯的1/2，LED驱动电路对LED来说至关重要，而LED调光控制可以节能，高亮度白光LED的驱动和调光是近年来研究的热点，使用单片机控制的双极控制开关电源作来驱动控制LED能够有效的节约电能和线路稳定性。然而传统的双极控制开关电源LED驱动电路使用的单片机大多为AT89或STC89系列，普遍存在效率低、指令集复杂的问题，从而影响了LED驱动电路的性能，因此有待于进一步改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种效率高、性能稳定的基于MSP430的LED灯节能电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于MSP430的LED灯节能电路，包括灰度值采集电路、MSP430单片机、开关电源电路和控制电路，所述开关电源电路包括整流桥T、变压器W和MOS管Q1，所述控制电路包括放大器IC2、放大器IC3和MOS管Q2；
所述整流桥T的1端口和3端口分别连接220V交流电的两端，整流桥T的2端口连接电容C1和变压器W的绕组L1，整流桥T的2端口连接电容C1的另一端和MOS管Q1的源极，MOS管Q1的漏极连接变压器W的绕组L1的另一端，MOS管Q1的栅极连接隔离驱动电路的输出端，变压器W的绕组L2的一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2和LED灯具H，电容C2的另一端连接电容C3、变压器W的绕组L2的另一端和变压器W的绕组L3，变压器W的绕组L3的另一端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接电阻R1、电阻R2和电容C3的另一端，电阻R2的另一端连接三端可调基准源P的1 脚和与门芯片IC1的1脚，与门芯片IC1的2脚连接MSP430单片机的P5.0脚，与门芯片IC1的3脚连接隔离驱动电路的输入端，三端可调基准源P的2脚连接电阻R3并接地，三端可调基准源P的3脚连接电阻R1的另一端和电阻R3的另一端，MSP430单片机的P9.4脚连接灰度值采集电路，MSP430单片机的P9.6脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电容C4，电容C4的另一端连接电阻R7、R9～R12和电容C5并接地，电阻R10的另一端连接电阻R4、电阻R5、放大器IC3的3脚和MSP430单片机的P5.1脚，电阻R4的另一端连接放大器IC2的1脚，电阻R4的另一端连接放大器IC3的1脚和电阻R7的另一端，放大器IC3的2脚连接电容C5的另一端和电阻R8，电阻R9的另一端连接放大器IC2的2脚，放大器IC2的3脚连接电阻R11的另一端和MOS管Q2的栅极，电阻R8的另一端连接MOS管Q2的源极和电阻R12的另一端，MOS管Q2的漏极连接LED灯具H的另一端。
作为本实用新型的优选方案：所述放大器IC2和IC3的型号均为LM311。
作为本实用新型的优选方案：所述隔离驱动电路是以4N25光耦合器为中心的隔离驱动模块。
作为本实用新型的优选方案：所述MSP430单片机的型号为MSP430FG4618。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型LED节能电路使用新型的MSP430单片机作为双极控制开关电源的主控芯片，其功能强大、速度快，执行速度为51单片机的10倍以上，能够更加精准的控制LED灯的驱动电压，提高了节能效率和稳定性。因此本电路具有节约电能、性能稳定、寿命长的优点。
附图说明
图1为基于MSP430的LED灯节能电路的电路图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一种基于MSP430的LED灯节能电路，包括灰度值采集电路、MSP430单片机、开关电源电路和控制电路，所述开关电源电路包括整流桥T、变压器W和MOS管Q1，所述控制电路包括放大器IC2、放大器IC3和MOS管Q2；
所述整流桥T的1端口和3端口分别连接220V交流电的两端，整流桥T的2端口连接电容C1和变压器W的绕组L1，整流桥T的2端口连接电容C1的另一端和MOS管Q1的源极，MOS管Q1的漏极连接变压器W的绕组L1的另一端，MOS管Q1的栅极连接隔离驱动电路的输出端，变压器W的绕组L2的一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2和LED灯具H，电容C2的另一端连接电容C3、变压器W的绕组L2的另一端和变压器W的绕组L3，变压器W的绕组L3的另一端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接电阻R1、电阻R2和电容C3的另一端，电阻R2的另一端连接三端可调基准源P的1脚和与门芯片IC1的1脚，与门芯片IC1的2脚连接MSP430单片机的P5.0脚，与门芯片IC1的3脚连接隔离驱动电路的输入端，三端可调基准源P的2脚连接电阻R3并接地，三端可调基准源P的3脚连接电阻R1的另一端和电阻R3的另一端，MSP430单片机的P9.4脚连接灰度值采集电路，MSP430单片机的P9.6脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电容C4，电容C4的另一端连接电阻R7、R9～R12和电容C5并接地，电阻R10的另一端连接电阻R4、电阻R5、放大器IC3的3脚和MSP430单片机的P5.1脚，电阻R4的另一端连接放大器IC2的1脚，电阻R4的另一端连接放大器IC3的1脚和电阻R7的另一端，放大器IC3的2脚连接电容C5的另一端和电阻R8，电阻R9的另一端连接放大器IC2的2脚，放大器IC2的3脚连接电阻R11的另一端和MOS管Q2的栅极，电阻R8的另一端连接MOS管Q2的源极和电阻R12的另一端，MOS管Q2的漏极连接LED灯具H的另一端。
放大器IC2和IC3的型号均为LM311。
隔离驱动电路是以4N25光耦合器为中心的隔离驱动模块。
MSP430单片机的型号为MSP430FG4618。
本实用新型的工作原理是：图1中变压器W、MOS管Q1、二极管D1和电容C1构成单端反激式开关电源；放大器IC2、IC3和功率管Q2等器件构成压控制恒流源；MSP430单片 机为核心控制器件。灰度值变化时，单片机根据其得到的灰度值产生一相应的亮度控制电压。亮度控制电压加在IC2的1脚，IC2的2脚是经IC3得到的流过LED灯具的电流信号，R12为电流检测电阻。IC2的3脚输出电压即为MOS管Q2的控制电压，由运算放大器虚短概念可知，IC2的反向输入电压要等于其正向输入端上的电压，也就是稳定时R12上的电流受亮度控制电压的控制，而不随负载的变化而变化。单片机根据其得到的灰度值产生一相应的亮度控制电压的同时还产生一PWM信号由P1.3输出，该PWM信号与三端可调基准源P上的信号相遇后去控制MOS管Q1的开关，然后单片机根据得到的LED电流信号，改变PWM信号的占空比，改变开关电源的输出电压，也即改变恒流源的输入电压使功率管Q2上的电压减少，使其在输出电流不变的情况下工作在可调电阻区或接近于可调电阻区，以提高效率。在这里三端可调分流基准P及其相应电相的存在是为了限制开关电源的最高输出电压，进一步提高系统的安全性。光线相对较好时，单片机根据得到的灰度值，控制其输出的亮度控制电压，使恒流源的输出电流相对较小，可达到节能效果。电路以单端反激式开关电源作为前级控制，线性的压控制恒流源作为控制的后级。市电经单端反激式电源变换后可得到直流电压输出，该输出作为后级的压控制恒流源的输入。由于压控制恒流源的输入电压是由高效率的单反激式开关电源供电，压控制恒流源精确控制LED的同时可在较大范围改变其恒流源的输入电压，故效率和精度都有保证，且可由市电供电。同时，两级控制不易损坏LED灯，MSP430把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，同时采用RISC精简指令集，单个时钟周期就可以执行一条指令，相同晶振，速度较51快10倍以上，能够更加精准的控制LED灯的驱动电压，提高了节能效率和稳定性。
Claims (4)
1.一种基于MSP430的LED灯节能电路，包括灰度值采集电路、MSP430单片机、开关电源电路和控制电路；其特征在于，所述开关电源电路包括整流桥T、变压器W和MOS管Q1，所述控制电路包括放大器IC2、放大器IC3和MOS管Q2；
所述整流桥T的1端口和3端口分别连接220V交流电的两端，整流桥T的2端口连接电容C1和变压器W的绕组L1，整流桥T的2端口连接电容C1的另一端和MOS管Q1的源极，MOS管Q1的漏极连接变压器W的绕组L1的另一端，MOS管Q1的栅极连接隔离驱动电路的输出端，变压器W的绕组L2的一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C2和LED灯具H，电容C2的另一端连接电容C3、变压器W的绕组L2的另一端和变压器W的绕组L3，变压器W的绕组L3的另一端连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接电阻R1、电阻R2和电容C3的另一端，电阻R2的另一端连接三端可调基准源P的1脚和与门芯片IC1的1脚，与门芯片IC1的2脚连接MSP430单片机的P5.0脚，与门芯片IC1的3脚连接隔离驱动电路的输入端，三端可调基准源P的2脚连接电阻R3并接地，三端可调基准源P的3脚连接电阻R1的另一端和电阻R3的另一端，MSP430单片机的P9.4脚连接灰度值采集电路，MSP430单片机的P9.6脚连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电容C4，电容C4的另一端连接电阻R7、R9～R12和电容C5并接地，电阻R10的另一端连接电阻R4、电阻R5、放大器IC3的3脚和MSP430单片机的P5.1脚，电阻R4的另一端连接放大器IC2的1脚，电阻R4的另一端连接放大器IC3的1脚和电阻R7的另一端，放大器IC3的2脚连接电容C5的另一端和电阻R8，电阻R9的另一端连接放大器IC2的2脚，放大器IC2的3脚连接电阻R11的另一端和MOS管Q2的栅极，电阻R8的另一端连接MOS管Q2的源极和电阻R12的另一端，MOS管Q2的漏极连接LED灯具H的另一端。
2.根据权利要求1所述的一种基于MSP430的LED灯节能电路，其特征在于，所述放大器IC2和IC3的型号均为LM311。
3.根据权利要求1所述的一种基于MSP430的LED灯节能电路，其特征在于，所述隔离驱动电路是以4N25光耦合器为中心的隔离驱动模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于MSP430的LED灯节能电路，其特征在于，所述MSP430 单片机的型号为MSP430FG4618。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105889859A (zh) * | 2015-10-02 | 2016-08-24 | 蒋超 | 太阳能和风能昼夜充电的led杆式照明装置 |
| CN112399673A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-23 | 海宁瑞丰灯头股份有限公司 | 一种大功率led灯驱动电路 |
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