基于DC/DC穩(wěn)壓器的大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
綜合分析上述各方法的優(yōu)缺點(diǎn),為制碼系統(tǒng)研究出一種更優(yōu)的數(shù)據(jù)處理方法。主要思想是:總體運(yùn)用解釋一編譯方法,開(kāi)辟一段內(nèi)存作為緩沖區(qū),先一次性編譯若干代碼段存入緩沖區(qū),直到緩沖區(qū)滿。然后,從緩沖區(qū)中取出已編譯好的代碼段進(jìn)行加工處理。而在一次性編譯若干代碼段中各條代碼時(shí),采用資源重疊流水處理的解釋方法進(jìn)行編譯處理。并且在編譯處理時(shí)綜合采用目標(biāo)碼編譯方法,先判斷各標(biāo)志位,如具有相同代碼段,就將該段相同代碼編譯后的目標(biāo)碼存入RAM中,下次處理相同數(shù)據(jù)時(shí)直接調(diào)用RAM中的目標(biāo)碼即可。其數(shù)據(jù)處理過(guò)程如下:
(1)定義緩沖區(qū)數(shù)據(jù)格式
根據(jù)零件標(biāo)記碼的固定長(zhǎng)度分配一定內(nèi)存空間作為緩沖區(qū),需兩個(gè)一樣大小的緩沖區(qū),一個(gè)用來(lái)存放若干程序殷(一個(gè)零件的6個(gè)標(biāo)記碼);另一個(gè)用來(lái)存放譯碼結(jié)果。緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下:
每個(gè)緩沖區(qū)設(shè)置6小塊緩沖區(qū)BUF0~BUF5,用來(lái)存放每個(gè)零件的6位標(biāo)記碼,并置相應(yīng)的bufflag為1;6塊緩沖區(qū)滿后,再依次進(jìn)行數(shù)據(jù)譯碼處理,處理結(jié)果放入另一緩沖區(qū),同時(shí)置相應(yīng)的bufflag為2;當(dāng)6塊緩沖區(qū)全部準(zhǔn)備好(bufflag為2),則進(jìn)行加工,加工完的標(biāo)記碼所對(duì)應(yīng)的緩沖區(qū)就置bufflag為O,繼續(xù)存放下一個(gè)零件標(biāo)記碼。
(2)采用資源重疊流水處理的解釋方法進(jìn)行譯碼
①?gòu)牡谝粋€(gè)緩沖區(qū)取出第一個(gè)零件標(biāo)記碼進(jìn)行編譯并將結(jié)果放入第二個(gè)緩沖區(qū)中,同時(shí)輸入第二個(gè)零件的標(biāo)記碼。
②從第二個(gè)緩沖區(qū)中取出第一個(gè)零件的編譯結(jié)果對(duì)第一個(gè)零件進(jìn)行加工,這時(shí)編譯第二個(gè)零件的標(biāo)記碼放入已空的第二個(gè)緩沖區(qū)中,同時(shí)輸入第三個(gè)零件的標(biāo)記碼。
③第一個(gè)零件加工完畢,繼續(xù)加工第二個(gè)零件,并編譯第三個(gè)零件的標(biāo)記碼,同時(shí)輸入第四個(gè)零件的標(biāo)記碼。
采用重疊流水?dāng)?shù)據(jù)譯碼處理,直到加工完成整批零件。數(shù)據(jù)譯碼處理過(guò)程如圖2。
(3)編譯緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)編譯階段,即從第一個(gè)緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯的階段,編譯結(jié)果存入第二個(gè)緩沖區(qū),采用目標(biāo)碼編譯方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯。由于零件上標(biāo)記碼是兩組對(duì)稱的相同代碼且整批零件的代號(hào)相同,為了避免重復(fù)編譯相同代碼,在緩沖區(qū)格式中定義了兩個(gè)標(biāo)志位accessorynuml和accessorynum2。accessorynuml是某個(gè)零件單獨(dú)標(biāo)記碼編譯后的目標(biāo)碼標(biāo)志位,為0表示該碼還未編譯或已重復(fù)使用一次;為1表示已編譯存儲(chǔ),且還未重復(fù)使用。accessorynum2是整批零件代號(hào)編譯后的目標(biāo)碼標(biāo)志位,為0表示還未編譯或已重復(fù)使用n次;為n表示第一次編譯存儲(chǔ),且未重復(fù)使用;為i表示已重復(fù)使用了n-i次(n為整批零件數(shù),i為1~n間的整數(shù))。當(dāng)acccssorynum1為1時(shí)說(shuō)明該零件單獨(dú)標(biāo)記碼還要被使用,應(yīng)先保存,下次使用時(shí)可以直接加工而無(wú)需再去編譯;由于加工零件是對(duì)稱的。所以第二次加工就無(wú)需重新編譯而直接加工即可。當(dāng)accessorynum2的值大于O小于n時(shí),說(shuō)明該代碼需保存。由于整批零件的代號(hào)相同,因此加工每個(gè)零件時(shí)都可以直接調(diào)用第一次編譯好的代號(hào)數(shù)據(jù)直接加工。通過(guò)accessorynum1和accessorynum2兩個(gè)標(biāo)志位,可以加快數(shù)據(jù)編譯處理速度,有效提高數(shù)據(jù)處理的效率。
當(dāng)一個(gè)零件加工完換下一個(gè)零件時(shí),繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)零件標(biāo)記碼的數(shù)據(jù)處理,直到加工完整批零件。只有在輸入或編譯下一個(gè)零件,即需要占用兩緩沖區(qū)之一、而上一零件的編譯或加工還沒(méi)有處理完時(shí)需要等待,但這種等待是極其短暫的。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知,數(shù)控制碼系統(tǒng)中運(yùn)用資源重疊流水解釋方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理時(shí),一個(gè)零件的制碼時(shí)問(wèn)需要2。4s;運(yùn)用解釋一編譯方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理時(shí),需要2。3s;而運(yùn)用這種新數(shù)據(jù)處理方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理時(shí),只需要2。0s,比運(yùn)用前兩種方法的教率分別提高了16。7%和13。04%,有效地提高了數(shù)控制碼的速度和效率,且使用至今一直很穩(wěn)定。
這種新的數(shù)據(jù)處理方法適合大量有規(guī)律或程序段較短的數(shù)控程序的譯碼。它能節(jié)約系統(tǒng)資源,加快數(shù)據(jù)處理速度,且譯碼緩沖區(qū)是靜態(tài)分配的,可有效防止內(nèi)存碎片的形成。該方法還能很好地利用Windows系統(tǒng)本身提供的基于線程的搶先式多任務(wù)機(jī)制。
2改進(jìn)方案
DC/DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器內(nèi)部集成的常見(jiàn)的基準(zhǔn)電壓有1。23V、1。25V、2。5V和5V等,若按圖2所示,設(shè)計(jì)成恒流源給工作電流為350mA的單顆1W的白光LED供電時(shí),以準(zhǔn)電壓為Vref=1。23V為例,采樣電阻上的損耗為1。23×0。35=0。4305W,忽略DC/DC變換器及其他損耗,電源的最高效率為:
若為工作電流為700mA的單顆3W的白光LED供電時(shí),采樣電阻上的損耗則更大。為了降低功耗,提高效率,應(yīng)該盡量選用小阻值采樣電阻,但采用小阻值的采樣電阻后,圖2中的反饋電壓Vref變小,輸出電流不能達(dá)到理想值,為了滿足需求,提高電路對(duì)輸出電流變化進(jìn)行控制的靈敏度,提高恒流精度,需要增加放大電路對(duì)采樣信號(hào)放大,如圖3所示。
圖3改進(jìn)的DC/DC開(kāi)關(guān)恒流源原理框圖
當(dāng)電路進(jìn)入恒流工作狀態(tài)時(shí),輸出電流Iout滿足式(3):
一般來(lái)說(shuō),運(yùn)算放大器的增益都能做到很大,這樣電路中就可以采用很小的采樣電阻,從而達(dá)到降低損耗、提高效率的目的。假設(shè)采樣電阻采用0。1Ω,同樣為工作電流為350mA的單顆1W的白光LED供電時(shí),在采樣電阻上的損耗為0。01225W。一般來(lái)說(shuō),通用的運(yùn)算放大器的工作電流和最大工作電壓分別在1mA和30V左右,加上運(yùn)算放大器及其附屬電路的損耗,增加的電路的總損耗大約0。05W左右,忽略DC/DC變換器及其他損耗,效率最高可達(dá)
評(píng)論