STM32控制的PWM调光驱动电源设计_申康.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月电 子 器 件 .项目来源:广西科技重大专项(桂科);广西创新驱动发展专项资金项目(桂科);广西高校中青年教师基础能力提升项目(,);北部湾大学校级教改课题电路原理精品在线课程()收稿日期:修改日期:,(,;,;,):,(),:;:控制的 调光驱动电源设计申 康,何永玲,王月武,秦锦耀,庄 远(广西大学电气工程学院,广西 南宁;北部湾大学机械与船舶海洋工程学院,广西 钦州;广西科技大学自动化学院,广西 柳州)摘 要:调光技术在照明行业非常重要,保证调光过程平稳并在 范围内调光是当前研究的热点。提出一种有源功率因数校正()且具有恒流稳压功能的 调光驱动电源,对功率因数校正电
2、路,恒流限压电路和调光电路进行详细设计分析。针对单一调光芯片控制电路存在输出不稳,无法实现全范围调光的问题,采用 单片机和调光控制芯片 相结合进行控制。最后制作样机并进行测试分析,该调光电源输出电流精度控制在 以内,功率因数在 以上,在额定输入电压下效率达到 以上,在 范围内调光且调光过程平滑无闪烁。关键词:调光;恒流限压;功率因数校正;驱动电源中图分类号:文献标识码:文章编号:()照明器件凭借其优良的性能,已经逐渐取代传统的白炽灯成为主要的光源。调光作为发挥灯具节能优势的重要途径,也成为灯具必备的功能,调光驱动电源一直紧随时代发展,在体积、能耗、成本、环保等方面开发出更加符合市场需求的产品。
3、目前常用的调光方式通常分为三种:模拟调光、调光、可控硅调光。的发光强度与流过电流大小成比例,模拟调光正是通过改变输出电流幅值来进行 发光强度的控制。另一方面,模拟调光时 的色温、光效等光学特性会随电流的变化而变化,限制了其在高要求场合的应用。可控硅通过控制导通角来改变输入电压的有效值,进而控制输出功率来进行调光,匹配安装使用简单,但是其增加了谐波系数,降低了功率因数,产生了严重的电磁干扰(,)。调光通过 信号控制流过 的电流大小来进行调光,具有可靠性高、调节效果好、色温不偏移等诸多优势,但是由于 芯片的温度特性,存在输出电流不稳定,无法在 范围调光的问题。由于大规模电力电子设备应用带来电磁污染
4、,电网的容量没有得到最大限度利用,因此提高用电设备的功率因数显得尤为重要。提出一种基于 控制电 子 器 件第 卷的高功率因数调光驱动电源,前级有源功率因数校正(,)电 路 采 用 芯片进行控制,采用 双运放电路配合 光耦反馈控制输出电压电流精度,输出级采用 配合 调光控制芯片实现范围内平滑调光。最后制作了实验样机进行验证。主要电路设计对 电路、恒流稳压电路、调光电路进行设计,对高频变压器进行设计制作。在交流 电压输入范围内具有平滑稳定的调光性能,输出电流为 ,输出功率 ,功率因数大于,效率高于。电路设计本文采用以 芯片为控制核心的有源功率因数校正电路来降低电流电压相位差,提高 值。利用有源功率
5、因数校正芯片来实现 值的校正,通过对电路的设计在实现功率因数校正的同时提高涌浪保护能力,保护系统安全。图 功率因数校正电路电路刚接通的瞬间,芯片直接由整流电路供电,具有较大的电流波动,为了保护保护系统安全,提高芯片使用寿命,本文在传统的 电路设计上加入一个保护电路,在芯片的 端连接一个 三极管,三极管的选型采用峰值电压略低于 芯片供电电压的 三极管,这种改动能更好地保护好电路。纹波是电源不可忽略的一个因素,使用合适的高频滤波电容可以很好地去除纹波的影响。本文采用 的 高频滤波电容。高频变压器设计高频变压器作为电源主要器件,承担着电压转换和保护电路的重要功能。当前一般都是用 法来计算磁芯尺寸。设
6、计之前先定义几个关键参数:,。其中 为变压器原边反射电压,为最小开关频率。计算过程如下:()()通过计算得出 为 ,为 ,所以 ,选取 型铁氧体磁芯。在临界导通模式下的最大占空比如下:,()原副边匝数比计算为:()()()初次级绕组匝数确定,取,则 为:()所以 取整数为 匝,为,取整为 匝。辅助绕组匝数确定:()()所以两个辅助绕组匝数均为 匝。变压器的初级电感量:()()()式中:为输入峰值电压与反射比系数,为原边绕组峰值电流。变压器的气隙确定:()最后计算结果为:。第 期申 康,何永玲等:控制的 调光驱动电源设计 恒流限压电路本文通过 和 芯片组合,构成独立的恒流环、稳压环,具体电路设计
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