1 单电池供电的 LED 照明系统简介

　　考虑到业界单电池供电的LED 照明系统的实际应用要求，需满足以下设计要求，

　　·工作电压范围：设备供电采用常用的单节碱性电池，为0.6~1.5V。

　　·低电压启动：低至0.6V 系统也能启动。

　　·待机电流：超低待机功耗，待机电流<1uA

　　·恒流驱动：LED 采用恒流驱动，驱动电流在48mA±2mA

　　·按键控制：通过按键实现开关机、LED 照明状态和灯光闪烁示警信号状态切换等

　　·记忆功能：可记忆上次关机时的状态

　　2 系统结构和总体设计方案

　　本文描述的单电池供电的LED 照明系统以TI MSP430F2011 和TI TPS61200 为主芯片。MSP430 系列单片机CPU 采用16 位精简指令集，集成了16 个通用寄存器以及常数发生器，极大的提高了代码的执行效率。提供了五种低功耗模式，可最大限度的延长手持设备的电池寿命。其数字控制振荡器(DCO)可在1us 内由低功耗模式切换到活动模式。MSP430F2011 是MSP430 系列单片机中的低引脚数单片机，其中集成了带捕获/比较功能的16 位定时器，10 个GPIO 口和一个多用途的比较器 [1]。TPS61200 是业界最低输入电压的DC/DC 升压转换器，其可在低至0.3V 的输入电压下高效工作;芯片内部集成的1.5A 开关大大简化了外部电路设计;在升压转换模式下工作效率可达90%，非常适合在便携式产品中应用。

　　单电池供电的LED 照明系统框图如图1 所示。为达到点亮LED 所需的导通电压，采用TPS61200 实现单节电池电压0.6~1.5V 到3.6V 的升压变换，并用以进行LED 的恒流驱动。由于MSP430 的工作电压为1.8-3.6V，所以单节干电池电压不能用于MSP430 的直接供电，若再增加一升压电路专为MSP430 供电，这将大大增加系统成本。根据系统特点以及成本考虑，可以采用MSP430 的供电电压取自TPS61200 的输出。另外，由于TPS61200 的静态电流典型值为50uA，为满足整个系统待机功耗小于1uA 的技术要求，TPS61200 在系统待机时也不能工作(即不能为MSP430 供电)，否则很难达到系统的静态功耗要求。这样，系统待机时MSP430 处于断电状态。因此，如何实现MSP430F2011 供电，并使其实现整个系统控制，包括用比较器实现按键、按键开机自锁、关机状态记忆以及LED的开关控制以及节电控制等等，也是系统的设计要点。