LED闪光灯电源
摘要：在当今社会，为了保证我们人体的健康安全，电压的大小都是有严格控制的，寻常的供电装置普遍使用的是低电压。但是有些事情必须要高电压来完成，那么这时候就要使用升压电路来提高电压值，从而达到目的。此次论文的方案目标是把电池所自带的电能源升压后再转换为恒流电压，然后输出到主电路中，用这种方法制作一个电源，并且该电路还能够实现产生电路故障后自动发出警报的功能。该方案的主体装备为 DC/DC 转换器，它的作用就是将已有的电压转换为你所想要的电压，变化后的电压后经由恒流控制电路输出恒流电压。此论文的方案主体为以下几个板块组成： DC/DC 转换器板块、控制板块、运行方式选择电路板块、恒流控制板块、运行保险电路板块、报警电路板块等。如果想要得到电源并且使其具有高效、恒流的特点，就需要使用DC/DC转换器对电池的能源进行升压、使用单片机进行模式选择的一个直接控制、用芯片对升压后的高电压进行恒流控制等操作，从而能够表现出N＋档位恒流驱动 LED闪光灯的效果。
关键词：升压电路；DC/DC；单片机；LED
LED flashlight power supply
Abstract: In today's society, in order to ensure the health and safety of our human body, the magnitude of voltage is strictly controlled. Low voltage is commonly used in common power supply devices. But some things have to be done by high voltage, so at this time we need to use boost circuit to improve the voltage value, so as to achieve the goal. The primary idea and goal of this paper is to convert the electric power supply of the battery into constant current voltage after boosting, and then output it to the main circuit. In this way, a power supply can be made, and the circuit can also realize the function of automatic alarm after circuit failure. The main equipment of this scheme is DC/DC converter. Its function is to convert the existing voltage into the voltage you want, and then output the constant current voltage through the constant current control circuit. The main body of this paper is composed of the following parts: DC/DC converter board, control board, circuit board for operation mode selection, constant current control board, safe circuit board for operation, alarm circuit board, etc. If we want to get the power supply and make it have the characteristics of high efficiency and constant current, we need to use DC/DC converter to boost the energy of battery, a direct control of mode selection using single chip computer, and a constant current control of high voltage after boosting with chip, so as to show the effect of driving LED flash with N+gear constant current.
Keywords: Booster circuit ; DC/DC ; Single chip ; LED
目 录
第一章 绪论 4
1.1课题的研究背景 4
1.2技术发展过程 4
1.3文章主体及目标 5
1.4文章结构简介 5
第二章 相关技术简介 6
2.1单片机技术 6
2.2 PCB技术 6
2.3 微电子技术 6
第三章 LED闪光灯电源的总体设计方案 7
3.1设计思路 7
3.2总体方案 7
第四章 LED闪光灯电源的方案论证与比较 8
4.1DC/DC转换器方案论证与比较 8
4.2主控芯片选择方案论证与比较 9
4.3恒流控制电路方案论证与比较 9
4.4模式选择方案论证与比较 10
第五章 LED闪光灯电源的部分硬件电路设计 10
5.1 DC/DC电源升压电路 10
表1 XL6009性能参数 11
图2 DC-DC升压电路 11
5.2恒流控制电路 11
图3 恒流控制电路 12
5.3A/D数模转换电路 12
图4数模转换电路 13
5.4液晶显示电路 13
图5 液晶显示电路 13
5.5超限报警电路 14
图6 报警电路 14
5.6保护电路 14
5.7硬件总结 14
第六章LED闪光灯电源的流程图 15
图7 流程图 16
第七章 LED闪光灯电源的设计实现与测试 16
7.1设计实现 16
7.2测试仪器 17
7.3基础要求测试 17
表2连续输出电流测试表 17
7.4效率测试 17
表3效率测试表 17
7.5发挥部分测试 18
（1） 脉动信号测试 18
表4 脉动信号测试表 18
（2） 脉动输出电流峰值测试 18
表5 脉动输出电流峰值测试 18
第九章 总结和展望 19
第十章 小结与致谢 20
参考文献 22
附录一 元器件清单 23
附录二 系统原理图 24
第一章 绪论
1.1课题的研究背景
时代在进步，科技在发展，电子信息产业也迎来了属于自己的闪光时代。现如今社会，家用电子产品的不断升级，现在大部分家庭都是使用的LED灯，已经很少有人会去使用功耗大，用电多的白炽灯了。但是这种LED灯的供电要求是特别严格的，少部分地区因为距离远，发展程度不够，导致LED不能再那边起到作用。因此，研究出一个可以供给给大众群体甚至偏远地区的人们也能够使用的LED灯是刻不容缓的。
我国的LED产业从以前的初窥门径到现在的初具规模，不知道花费了多少心血，才得以有了现如今的发展成果，由于近几年国家对节能减排的重视程度和投资成本的加大，使得LED产业已经有了很不错的发展，甚至形成了产业链，这是一个很好的发展趋势。
现在很多时候大自然中的光和人为制造的光的亮度以及强度是远远不行的，如此一来，LED闪光灯就可以出来充当这之间要弥补的空缺，同时又不难以移动，具有好的移动性能，且方便携带，以便更好的达成我们的目标。
1.2技术发展过程
在很久之前，自从出现了电灯，国内外不乏有科学家在坚持不懈地探索研究让电灯照明时间更加持久的方法，由于当时的条件和资源较为匮乏，无法更好地去实现和展开研究，但是在若干年后的今天，科技越来越发达，更多的有用资源的开发，致使现在已经出现了许多种类的电灯，就目前来看，LED灯是受欢迎最多的，达到人们的生活需求。并且关于这方面的研究还在进行中，说不定在不久的将来，会出现更加方便且功能齐全的照明工具。
近年来数据表明，半导体行业正在快速发展，并且已经迎来了曙光，这就使得这两三年内LED闪光灯的发光效率得到了极大的提升和质的飞跃，因为半导体行业的迅速发展，必将会发现更多有用的半导体材料，这就会让LED闪光灯使用的材料获得更多的发展空间。如果发现了比现有阶段更加节能环保的材质，那么，我相信，在半导体行业发展的同时，LED产业也会得到很大的“一笔分红”，对LED产业的发展，不可谓不大。
在20世纪，尽管LED灯的优良品质和特性得到了推广，而且研发出了应用于各个场合的LED闪光灯，但是LED闪光灯的本质并未得到发展，当时材料非常珍贵，这就导致了它必将成为一件奢侈品，而非是一件家家户户都能够拥有的日常用品，如果想让一般家庭也能够购买并使用LED灯，其手法除了在价钱上需要降低，而且是低很多；其次，还需要在使用效率上有很大的改善和提高。这种情况间接要求必须在半导体材料上进行更加深入的研究与实践，以期能够使半导体行业得到更加优良的发展。
1.3文章主体及目标
此次设计方案的核心内容是完成 LED 闪光灯电源的制作构思并且要实现它让它可行。这个课题听上去有点难，但通过查看相关论文论述之后，会发现，其实也不是特别复杂。该方案的主要使用的装置是DC-DC稳流电压转换器，它的作用是能够将电池的能源转变为恒流电源，从而启动LED闪光灯，而且本设计的电源能够同时具备升压和恒流这两种特性。升压是通过 DC/ DC 实现的，理由是升压后的输出电流比较容易受到干扰而致使电流极度不稳定，所以为了能够有效可行的降低电流的不稳定性，使之能够完成我的设计要求，我需要同时装备一个稳流控制电路，因为有了这个电路的话，就可以极大程度的降低电流在电路中因为各种原因而受到干扰的可能性。要想完成最终的设计任务要求，这个电路必须要能够有连续和脉冲两种完全不同的输出模式，这样才能更好的达成目标预期，除了这个以外，还必须有可操控性的电流控制模块，来检测在不同的电流下所得到的效果差异。如果负载电阻增大，输出电压一旦高于规定值时拥有过压保险和蜂鸣器发出刺耳声提醒的功效。为了完成本次论文的设计目标，就一定要有一个高效率的转换器，所以这个方案对 DC/DC 稳流电压转换器的能源转换效率要求较高，要尽可能使用高效的转换器。
1.4文章结构简介
为了让读者能够更加清晰的了解和读懂文章，我将本论文以分段式的方法来描述。文章开篇，也就是第一章是通过介绍LED灯的技术背景、发展现状、论文的研究内容和目标以及论文的组织结构来让我们对LED闪光灯电源的发展历程以及本篇论文有个大致的了解和认知。第二章是对本次设计的一些相关技术原理的简介，让读者对相关技术有一个初步性的认识与理解。第三章是对制作的总体设计方案进行介绍，方便读者知晓文章的设计思路。其次第四章则是对制作方案的论证与比较，充分解释了使用这些元器件的合理性。然后第五章主要介绍的是LED闪光灯电源的部分硬件设计，即原理图。第六章主要讲述了LED闪光灯电源的程序软件流程图。第七章是对我本文章使用的元器件的一个列表清单，使读者对我使用的器件一目了然。最后一章对于LED闪光灯电源的设计进行一个调试，为了保障LED闪光灯电源硬件及软件的功能的正常及功能的实现。
第二章 相关技术简介
2.1单片机技术
简单来说，单片机就是一种特别小的芯片，它上面分布着许多微小的电路，虽然它很小，但不可小瞧它，它拥有着很大的功能，一个小小的单片机就可以处理很多事情，块头小，但是本领大。它是将现有的技术聚集于一身的超小的集成芯片。它的用处很多，从工作用品到家庭用品，大部分的电子产品都会使用到它，遍布人们的生活。现在，随着人们生活条件的改善，需求越来越高，科技也越来越发达，它已经被研发出了好多种类型。经过了这么长久的发展，单片机技术已经较为成熟了，从一开始的模糊概念到现在的完整的体系，这中间的过程不可谓不艰难，这是一个突破，是信息时代的一项重大研究。到目前为止，还在深入研究中，想要将芯片集成的更加微小，变得更加方便。
2.2 PCB技术
PCB中文名叫印刷电路板。PCB的功能不仅仅是为了把上面的小器件固定不动，而是他因为自身的材质，能够提供板上器件之间的电路连接导电，使板上的器件能够通电运行。而且PCB板占空比特别小，那么小的一块板子上其实安装着许多的器件，为半导体行业作出了极大的贡献。当今时代，半导体行业日趋繁荣，发展越来越好，板上需要安装的器件增多，那么导线也就会变多，所以，PCB板本身是绝缘的，只在表面安装孔的部分有铜片焊接；因为安装器件时需要使用焊接工具，那么高温时肯定不能避免的，为了保护焊接者，设计的板子都是有较好的隔热效果的，减轻了焊接者很多不必要的麻烦。同时，考虑到焊接时可能发生的意外，比如焊错地方，这一点不需要担心，因为板子本身除了绝缘还有一层阻焊漆。有些好的板块，工艺更加精细，在板子里面加入一层铜线，连接不同的孔，在表面也会有白色字体来提示焊接的人应在哪安装，这是一个非常好的设计方式，减少了很多焊接时的困难问题，比如：两个器件之间的距离过短，不适合用导线连接之类。
2.3 微电子技术
微电子技术拥有一系列的相关专业技术，是电子学的升华，是微电子学中的所有技术的结合。在当今世界，微电子技术对时代的发展，科技的进步所做的贡献非常巨大，意义深远，是如今发展所必须的产业，是众多高新技术产业的基础，没有微电子技术的迅速发展就会导致其它以之为根基的产业停滞不前，拖慢国家的前进速度。
时代在发展，科技在进步，如今已经进入了信息时代，各类技术都在向着自动化，智能化发展，人为操控的事情已经逐渐在降低，成为辅助，而电子智能化成为主体，无人驾驶的出现就很说明问题，当今社会的发展，非常迅速，每天都在变化，科技的发展不可谓不快，，微电子技术在近几年的发展甚是迅猛，短短几年就已经占据了市场，任何领域的研发工作都与电子信息技术是紧密相连的，不可分开的。
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