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一种高性能智能可控LED路灯驱动电源的设计

时间:2022-03-03

编者按: 摘要:针对传统驱动电源存在功率损耗大、效率低、智能化等缺点,本文设计了一种适用于大功率LED路灯的高性能智能可控驱动电源。本文选择了一种多级驱动方案,即三级结构的功率因数校正(PFC)电路、LLC谐振控制电路和多通道恒流输出。本文采用合理的设计,优化功率校正系数,增加输入电压范围,提高整机效率,使输出电流在满载范围内更加稳定,增加PWM调光控制功能,可根据外部环境进行调整。改变LED路灯亮度的智能控制,从而达到进一步节能减排的效果。简介 由于其发光效率高、寿命长、灯效高、环保、使用方便

摘要:针对传统驱动电源功率损耗大、效率低、智能化等缺点,设计了一种适用于大功率LED路灯的高性能智能可控驱动电源。本文选择了一种多级驱动方案,即三级结构的功率因数校正(PFC)电路、LLC谐振控制电路和多通道恒流输出。本文采用合理的设计,优化功率校正系数路灯控制系统,增加输入电压范围,提高整机效率,使输出电流在满载范围内更加稳定,增加PWM调光控制功能,可根据外部环境进行调整。改变LED路灯亮度的智能控制,达到进一步节能减排的效果。

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简介

路灯控制系统_路灯控制系统设计修改_路灯控制系统功能

由于光效高、寿命长、灯效高、环保、调光容易控制等优点,半导体照明目前被各国公认为最具发展潜力的高效照明产业。它以白炽灯和荧光灯命名。光源的另一场革命[1]。我国的“十城万盏”计划[2]使LED路灯的应用越来越广泛。但是,LED路灯在取代传统路灯的道路上还有很多问题需要解决,主要包括光学设计、散热和驱动功率。同时路灯控制系统,智能控制和无线通信也成为LED路灯的研究重点。

本文采用多级驱动方案,使驱动器具有更高的功率因数和效率,解决了传统方案驱动器件多、成本高、体积大的缺陷。易于调光控制也是 LED 照明的一大优势。设计中采用PWM调光模块,使驱动电源具有智能控制接口,便于开发LED路灯智能照明控制系统。

1 系统结构

路灯控制系统_路灯控制系统功能_路灯控制系统设计修改

系统采用三电平驱动电路结构,系统结构图如图1所示,前级为功率因数校正电路,主要功能是利用谐波抑制技术限制谐波含量。中间级为LLC谐振电路,完成隔离和降压功能,保证电路具有较高的转换效率。最后一级是恒流输出电路,为LED提供恒流,并具有PWM调光控制功能,通过智能控制系统调节LED的亮度。

2驱动电路的原理与实现

2.1PFC电路设计

为了提高电能的利用率,一般开关电源需要在前级增加功率因数校正(PFC)电路[3],而升压型PFC有源功率因数校正是成本最高的-有效的方法。本文采用PI推出的专用芯片,集成度非常高,集成了连续导通模式(CCM)升压PFC控制器、栅极驱动器、超低反向恢复二极管和高压电源。创新的恒定伏秒/安秒控制方法可以大大减少元件数量、组装成本和布局尺寸[4]。图 2 显示了一个典型的应用图。

路灯控制系统功能_路灯控制系统设计修改_路灯控制系统

此设计使用恒定安秒导通时间和恒定伏秒关断时间控制方法,可调节输出电压并调整输入电流以满足谐波电流限制(高功率因数)。即在导通时间内控制开关电流具有恒定的安秒,使平均输入电流跟随输入电压,同时保持由升压电感的电磁特性决定的恒定伏秒平衡,从而调节输出电压和功率。设置关闭时间(toff)常数伏秒如下:

上式表明输入电流iIN与输入电压VIN成正比,满足功率因数校正的基本要求。

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