基于单片机的LED驱动器的设计研究-开题报告-文献综述-参考文献

（一）LED背景介绍

    LED 是一种新型的固态光源,它具有结构简单,重量轻,体积小,使用方便等优点,故备受人们的青睐.在同样照度下,LED灯的电能消耗和寿命比白炽灯和荧灯都有明显的优势,被公认为是21世纪最具发展前景的一种光源。如果用 LED 灯取代目前传统照明光源的 50%,我国每年节省的电量就相当于一个三峡发电站发电量的总和,也许LED 光源比传统光源昂贵,但是用一年时间可以收回光源总投资,其经济效益显而易见.当然,节能是考虑使用LED光源的最主要原因.但原始电源不能直接为LED供电,而必须经过电源变换,因此研究LED 驱动电源就很有意义。

（二）LED 驱动器的国内外发展

1、国外发展情况    

    近年来，随着LED市场的蓬勃发展，对LED驱动器产生了巨大的需求。因此许多有实力的IC厂商，包括日本的东芝(TOSHIBA)、索尼(SONY)，美国的德州仪器(TI)，台湾的聚积(MBI)和点晶科技(SITI)等，开始生产LED专用驱动芯片。例如，台湾聚积科技在2008年推出了MB15039芯片，它具有全屏实时静默错误侦测技术(Silent Error Detection)，符合了LED显示屏应用的高规格需求。聚积科技实现实时的全屏错误侦测功能的驱动芯片，包括实时的亮点与暗点错误侦测，使得MB15039不仅适合LED交通显示屏应用，更提升以客户为导向的商业LED显示屏应用需求。同样由聚积推出的MBI5030是全世界第一款内建16位元PWM的智能型LED驱动芯片，可建立最高达65 ，53 6种灰阶应用的全彩显示屏，足以提供较宽影像处理能力，符合高阶的LED显示屏对于色彩、灰阶表现的高规格要求。在2008北京奥运开幕式上长147 公尺，宽22公尺的画卷就是采用了570，000颗聚集科技的S-PWM专利技术驱动芯片MBI5030，取得了很好的效果。

2、国内发展情况   

    我国在高亮度 LED 这一领域起步较晚，中科院半导体所、北京大学等单位在国家863计划和自然科学基金的支持下，在1993年才开始了一些这方面的研究工作。所以这些导致了LED驱动芯片的开发比起国外来也起步较晚。国内的一些芯片企业规模较小，技术水平较低，成本很难降低，所以与国外同行难以形成竞争。国内实际有能力进行芯片设计和蓝绿外延加工的且具备一定规模的主要是厦门三安、大连路美、士兰微电子等几家公司。士兰微电子是一家传统的集成电路设计企业，在LED驱动芯片设计与制造上可以有所作为，公司已有这方面的产品推出，所以士兰微的发展前景较好。

（三）选题依据和意义

   由于LED是非线性器件，当LED导通时，只要LED上的正向电压发生微小变化,就有可能会使正向电流过大，持续一段时间久会导致LED器件发热损坏。而LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，即LED的亮度基本上是由通过LED的正向电流决定的。由上述LED的工作特性可看出其对供电电源质量的依赖程度很大，实现一个高质量的供电电源对提高LED的照明质量、电能利用率、延长LED的使用寿命有着重要的意义。供电电源的稳定性主要取决于LED驱动电路设计，采用恒流源驱动，可以保证LED上流过的电流将不受电压、环境温度变化以及LED 参数离散性的影响，从而能保持LED正向电流恒定，充分发挥LED的各种优良特性。

   由于传统的LED驱动装置在输出能力、效率等方面都存在严重不足之处：第一，无法满足大功率LED的要求，由于各分立元件的额定电流有限，一般无法达到正常工作性能指标，导致整个电源的转换效率较低；第二，输出电流波动范围达到10%左右，不符合LED驱动恒流的特性，影响LED的发光效率和寿命，第三，硬件电路的兼容性很差，不适合多路接入，一旦负载的额定电流改变，必须重新设计整个硬件电路。

因此，为实现经济实用、性能可靠的LED恒流驱动电源，引入单片机技术，采用硬件电路设计和软件程序设计相结合的方法,以单片机为核心,通过负反馈调整输出电流以达到稳定的目的,从而使系统的性能得到很大的改善和提高,有效地解决了LED光源输出稳定性和可靠性的问题。故采用基于单片机的LED驱动器方案。

二、^范文提纲

引言

1  绪论

1.1  LED驱动器的研究背景

1.2  LED驱动器的研究意义

1.3  LED驱动器的研究现状和发展趋势

1.4  本文研究重点

2  总体设计

2.1  LED驱动器设计的方案分析与选择

2.2  整体系统方案比较与设计

3  硬件设计

3.1  硬件框图

3.2  单片机控制电路的设计

3.3  驱动电路设计

3.4  电压电流采样反馈电路设计

3.5  LCD液晶显示设计

3.6  按键电路设计

3.7  辅助电源设计

3.8  保护电路设计

4  软件设计

4.1  总体方案

4.2  主循环设计

4.3  模块说明

5  制作与调试

5.1  硬件电路制作

5.2  调试

6  结论

三、参考文献

[1]周志敏，周纪海，纪爱华.LED驱动电路设计与应用[M].北京：人民邮电出版社.2006.

[2]周志敏，纪爱华.开关电源驱动LED电路设计实例[M].北京：电子工业出版社.2012.

[3]Steve Winder，谢运祥，王晓刚.LED驱动电路设计[M].北京：人民邮电出版社.2009.

[4]周兴华，手把手教你学AVR单片机C程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社.2009.

[5]荣军,张敏,李一鸣等.基于单片机的恒流源技术研究[J].电子器件,2011,34(1). 

[6]张春红,冯永建,郑鹏峰等.大功率LED驱动器设计[J].厦门大学学报（自然科学版）.2009,48(1). 

[7]罗静华.大功率LED 智能化照明控制系统设计[J] .单片机与嵌入式应用．2010．1(3)．

[8]黄丽霞.LED可控恒流源驱动系统设计[J].宁德师专学报(自然科学版).2011,23(1).

[9] YU Kai,ZOU Xue-cheng,LONG Shuang等.High performance white LED driver with single-wire serial-pulse digital dimming[J].中国邮电高校学报（英文版）.2009,16(1). 

[10]Heinz van der Broeck，Georg Sauerlander and Matthias Wendt.Power driver topologies and control schemes for LEDs，IEEE APEC 07，2007.

[11]刘晓娟,赵庆明,唐君明等.基于单片机的数控恒流源设计[J].哈尔滨师范大学自然科学学报.2008,24(6).

[12]卿启新,叶汉民,杨晓武等.基于AVR16的数控直流恒流源设计[J].中国科技博览.2009,(35).

[13]张君继，沈艳霞.基于MSP430的新型LED调光系统[J].江南大学学报.2014（1）.

[14]刘凌.一种数字式LED驱动器的设计[J].机电一体化.2013(5).

[15]刘帅，王洁瑜，尹志强，张璇.太阳能LED路灯驱动器设计[J].电子技术与软件工程.2014(2).

[16]沙占友，于国庆.智能化LED驱动器的典型应用[J].电源技术应用.2011(5).