太阳能LED 路灯驱动器设计
摘要基于恒流限压的功能，设计了一款较低功率的太阳能LED 路灯驱动器。其硬件电路主要由电源电路，单片机电路，恒流限压控制部分，以及功率部分组成。软件部分利用C 语言编写了相应的程序。最终做出实物，经测试能够输出恒定的电流值，且带有限压保护（限压值可调），一旦负载电压达到限压值即进入恒压供电状态，可有效保护负载。
【关键词】PID UC3843 BOOST 升压电路近年来随着太阳能光伏发电技术和LED 照明技术的发展，太阳能LED 路灯已进入了城市照明领域。LED 作为照明光源与传统的照明光源相比具有直流低电压驱动、耗电量少、抗振动、寿命长、纳秒级的响应速度、设计空间大、环保、可连续开关闪断，能轻松实现0?100%调光功能等优点，被认为是新一代的绿色照明设备。LED 驱动结构是一个具有高开关频率的升压型DC-DC 转换器，PWM 调制的电流控制模式，非常合适于驱动大电流LED 。
1系统总体设计
本文设计的LED 路灯驱动器系统结构如图1 所
示，整个系统主要分为BOOST 升压电路、恒流限压控制
电路、单片机及其外围设备、电源电路四个部分。系统采用BOOST 升压斩波电路实现升压，UC3843 构成电
流型控制器，单片机选用宏晶科技生产的
STC12C5204AD,采用由集成运放LM358组成的恒流限压控制
电路。
本系统的电源部分完成对其余硬件电路的供电，保证其能够正常工作；单片机部分则主要接收用户输入的恒流值以及限压值，并通过单片机PWM 的输出值作为基准电流，送到电流
控制以及限压电路；而检测电压电流的反馈回路则实时采集当下的输出电压和输出电流，一方面送到单片机经AD 转换后进
行实时显示。另一方面则送给电流控制及限压部分作为反馈量与基准值进行比较，产生的偏差经PID 运算后送到
UC3843,实现不同占空比的PWM输出，最终使输出电流稳定在
设定值。
2硬件部分设计
硬件电路部分主要分为BOOST 升压电路、控制电路、电
源电路以及单片机电路四个功能模块。
2.1 BOOST 升压电路
BOOST 升压电路主要是根据接收到的一定的原理如图2 所示。
PWM 占空比信实现升压功能。BOOST 升压电路
2.2 控制电路
控制电路主要包括三部分：电流环部分、电压环部分以及UC3843 控制输出部分。该部分主要的控制思想是基于自动控制原理中的反馈控制原理。在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是通过不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象的被控量进行控制的任务，因此反馈控制也称为偏差控制。在控制电路原理图中，运算产生的偏差信号经PID控制器运算后送到UC3843,产生一个动态的PWM 占空比输出值，使输出电压动态的趋于设定值，并最终使输出电压稳定下来，等于或无限接近于设定值。
（1）电压环部分：该部分主要是将采集回来的输出电压的分压值SLV，与单片机发送过来的对应于设定电压值的电压值DYH 进行比较，并将偏差信号经PID 运算，得到一个输出电压，设定为U1。
（2）电流环部分：该部分首先将采集回来的反映输出电流的电压值SLI-与SLI+经差分放大后得到一个输出电压SILD，该电压值与单片机发送过来的对应于设定恒流值的电压值DLH 进行比较，并将偏差信号经PID运算，得到一个输出电压，设定为U2。且将
报警。单片机原理图如图 4 所示。 几个功能单元电路组成单片机电路、 按键电路、蜂鸣器指示灯电路以及
3 软件部分设计 本项目主要是设计一个恒流源，可以通过按键进 行恒流值以及限压值的设定， 且调整时既可按 0.5V 进 行阶梯调整又可按 0.1V 进行精确的连续调整。 主程序 的主要功能是不间断地检测当前的输出电压以及输出 电流，并将检测回来的值在数码管上循环显示，从而 更直观地观察输出端负载上的电压和电流的变化情 况。并能够通过对检测回来的电压电流值的大小判定 外界电路是工作在恒流状态，还是工作在限压状态， 并点亮相应的指示灯进行指示。主程序流程图如图 5 所示。
4 总结
输出电压 SILD 送到单片机，经 AD 转换后，显示当 前的电流值。
2.3 单片机电路 单片机部分主要完成的工作是进行恒流值以及限 压值的设定，并输出与之相对应的电压值作为基准电 压送到控制电路部分。并时刻显示当下的输出电压值 和电流值，且在输出电压达到限压值时能够产生声光 该电路主要由以下
数码管显示电路、
PWM 输出电路。
STC12C5204AD 单片机是一款性能优良的单片机，它不仅具备了8051 单片机所具备的全部功能，而且还集成了如AD 转换功能、PWM 输出功能以及其它一些主流功能，适用领域较广，且外围硬件电路简单。就UC3843 而言它是一个很好的能够应用于开关电源领域的PWM 输出的集成电路，体积小，工作频率高，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。且其具有大电流图腾柱式输出的特点，因而是驱动功率MOSFET 的理想芯片，特别适合于中小功率开关电源的开发。
参考文献
[1] 周志敏，周纪海.开关电源实用技术设计与应
用[M].北京：人民邮电出版社，2003: 15-180.
[2]王兆安，文y进军.电力电子技术[M]（第五版）. 北京：机械工业出版社，2009.5：119-138.
作者单位石家庄铁道大学四方学院河北省石家庄市051132