本發(fā)明涉及電力電源領(lǐng)域，具體涉及一種led照明用恒流電源變換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隔離型開(kāi)關(guān)變換器經(jīng)常用在將電網(wǎng)電能進(jìn)行變換或有特殊要求的場(chǎng)合中。本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)隔離型開(kāi)關(guān)電源給負(fù)載led供電的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種led照明用恒流電源變換系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

led照明用恒流電源變換系統(tǒng)，該系統(tǒng)輸出的為穩(wěn)定150ma～350ma可調(diào)直流電流的開(kāi)關(guān)電源，包括開(kāi)機(jī)沖擊電路和emi(電磁干擾)抑制電路、隔離變換器、由tl494和tps2812構(gòu)成的pwm波控制器和msp430f149單片機(jī)模塊，輸入的220v交流電經(jīng)過(guò)工頻變壓器降到36v，經(jīng)emi濾波電路抑制電網(wǎng)和電磁干擾后，經(jīng)全橋整流電路進(jìn)行整流濾波，再經(jīng)過(guò)隔離變換器，輸出恒定的可調(diào)電流，所述隔離變換器采用單端正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部通過(guò)電流采樣反饋給由tl494和tps2812構(gòu)成的pwm波控制器來(lái)調(diào)節(jié)占空比最終使得輸出電流恒定，產(chǎn)生恒定的電流最后再送到負(fù)載led；該系統(tǒng)輸出接10個(gè)1w功率的led燈作為負(fù)載，同時(shí)msp430f149單片機(jī)模塊對(duì)負(fù)載上的電壓、電流進(jìn)行采樣放大后通過(guò)液晶顯示實(shí)際值，并且具有恒流輸出、電流步進(jìn)可調(diào)、過(guò)壓保護(hù)、實(shí)時(shí)顯示電壓、電流等功能。

優(yōu)選地，該系統(tǒng)采用硬件閉環(huán)反饋控制，即使用硬件電路構(gòu)建反饋回路，由pwm控制器根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)節(jié)占空比，而單片機(jī)只是對(duì)pwm控制器進(jìn)行輔助調(diào)整。

優(yōu)選地，還包括一輔助電源，輔助電源采用lm2596集成模塊，lm2596的輸出的電壓范圍為1.23-37v，內(nèi)含固定頻率振蕩器(150khz)和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器(1.23v)，并具有完善的保護(hù)電路、電流限制、熱關(guān)斷電路，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。并且有低功耗/正常兩種模式，可外部控制。

優(yōu)選地，所述開(kāi)機(jī)沖擊電路采用熱敏電阻串聯(lián)在電源輸入端，利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻在常溫狀態(tài)下具有較高的阻值來(lái)限制上電時(shí)的浪涌電流，在電源接通瞬間，熱敏電阻的阻值較大，達(dá)到限制沖擊電流的作用；當(dāng)熱敏電阻流過(guò)電流過(guò)大時(shí)，電阻發(fā)熱而使電阻減少，電路處于正常工作狀態(tài)，達(dá)到抑制開(kāi)機(jī)沖擊電流過(guò)大的目的。

優(yōu)選地，所述單端正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由磁恢復(fù)電路、mos管控制電路、隔離變壓器、整流二極管、續(xù)流二極管和儲(chǔ)能濾波電感構(gòu)成，整流二極管采用肖特基二極管。

本發(fā)明采用單端正激式隔離變換器為主要拓?fù)洌玫凸牡膍sp430系列單片機(jī)控制，最終實(shí)現(xiàn)了led照明用恒流電源的功能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例led照明用恒流電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

圖2為降壓、抑制開(kāi)機(jī)沖擊和整流濾波電路。

圖3單端正激式拓?fù)潆娐贰?/p>

圖4為pwm控制電路圖。

圖5為輔助電源模塊的電路圖。

圖6為系統(tǒng)軟件流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種led照明用恒流電源變換系統(tǒng)，該系統(tǒng)輸出的為穩(wěn)定150ma～350ma可調(diào)直流電流的開(kāi)關(guān)電源，包括開(kāi)機(jī)沖擊電路和emi(電磁干擾)抑制電路、隔離變換器、由tl494和tps2812構(gòu)成的pwm波控制器和msp430f149單片機(jī)模塊，輸入的220v交流電經(jīng)過(guò)工頻變壓器降到36v，經(jīng)emi濾波電路抑制電網(wǎng)和電磁干擾后，經(jīng)全橋整流電路進(jìn)行整流濾波，再經(jīng)過(guò)隔離變換器，輸出恒定的可調(diào)電流，所述隔離變換器采用單端正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部通過(guò)電流采樣反饋給由tl494和tps2812構(gòu)成的pwm波控制器來(lái)調(diào)節(jié)占空比最終使得輸出電流恒定，產(chǎn)生恒定的電流最后再送到負(fù)載led；同時(shí)msp430f149單片機(jī)模塊對(duì)負(fù)載上的電壓、電流進(jìn)行采樣放大后通過(guò)液晶顯示實(shí)際值，并且具有恒流輸出、電流步進(jìn)可調(diào)、過(guò)壓保護(hù)、實(shí)時(shí)顯示電壓、電流等功能。

該系統(tǒng)采用硬件閉環(huán)反饋控制，即使用硬件電路構(gòu)建反饋回路，由pwm控制器根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)節(jié)占空比，而單片機(jī)只是對(duì)pwm控制器進(jìn)行輔助調(diào)整。

如圖2所示，開(kāi)機(jī)沖擊電路采用熱敏電阻串聯(lián)在電源輸入端，利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻在常溫狀態(tài)下具有較高的阻值來(lái)限制上電時(shí)的浪涌電流，在電源接通瞬間，熱敏電阻的阻值較大，達(dá)到限制沖擊電流的作用；當(dāng)熱敏電阻流過(guò)電流過(guò)大時(shí)，電阻發(fā)熱而使電阻減少，電路處于正常工作狀態(tài)，達(dá)到抑制開(kāi)機(jī)沖擊電流過(guò)大的目的。emi抑制電路是利電感和電容的特性，使頻率為50hz左右的交流電可以順利通過(guò)濾波器，但高于50hz以上的高頻干擾雜波被濾波器濾除。這就使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻諧波被濾掉而不會(huì)污染電網(wǎng)，并可以防止外來(lái)電磁噪聲干擾電源設(shè)備本身控制電路的工作。

所述單端正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由磁恢復(fù)電路、mos管控制電路、隔離變壓器、整流二極管、續(xù)流二極管和儲(chǔ)能濾波電感構(gòu)成，整流二極管采用肖特基二極管。具體拓?fù)淙鐖D3所示。

采用tl494開(kāi)關(guān)控制芯片，需外接r、c提供振蕩電路，一般設(shè)計(jì)在50khz左右，振蕩頻率可通過(guò)外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)電路設(shè)計(jì)思想，電阻應(yīng)盡量取高阻值，電容應(yīng)盡量小，確定參數(shù)各為r＝12kω、c＝102，由于輸出功率較大，直接用tl494驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管不能實(shí)現(xiàn)，故中間串接tps2812p增大驅(qū)動(dòng)能力。pwm控制器的電路具體如圖4所示。

還包括一輔助電源，輔助電源采用lm2596，內(nèi)含固定頻率振蕩器(150khz)和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器(1.23v)，lm2596系列的可調(diào)穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓特性好、價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單方便、轉(zhuǎn)化效率高的功能，并具有完善的保護(hù)電路、電流限制、熱關(guān)斷電路等優(yōu)點(diǎn)。所以本系統(tǒng)使用lm2596作為系統(tǒng)的輔助電源，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路，并且有低功耗/正常兩種模式，可外部控制。其連接電路圖如圖5。

軟件方面整體思路是采用msp430單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，通過(guò)外部鍵盤(pán)鍵入一個(gè)數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)控制處理完成后，將數(shù)字信號(hào)送出外步，再通過(guò)d/a芯片轉(zhuǎn)換，從而控制輸出功率管的基極，隨著功率管基極電壓的變化而輸出不同的電流，調(diào)節(jié)恒流源的輸出并顯示在顯示器上，通過(guò)改變輸入數(shù)字量來(lái)改變輸出電壓值，從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化，間接地改變輸出電流的大小，便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控的效果。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測(cè)實(shí)際輸出電流值的大小，可以將電流轉(zhuǎn)換成電壓，并經(jīng)過(guò)a/d進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接用單片機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。此系統(tǒng)比較靈活，采用軟件方法來(lái)解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電流的步進(jìn)控制，軟件方面的主體流程圖如圖6所示。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種LED照明用恒流電源變換系統(tǒng)，包括開(kāi)機(jī)沖擊電路和EMI抑制電路、隔離變換器、由TL494和TPS2812構(gòu)成的PWM波控制器和MSP430F149單片機(jī)模塊，輸入的220V交流電經(jīng)過(guò)工頻變壓器降到36V，經(jīng)EMI濾波電路抑制電網(wǎng)和電磁干擾后，經(jīng)全橋整流電路進(jìn)行整流濾波，再經(jīng)過(guò)隔離變換器，輸出恒定的可調(diào)電流，隔離變換器采用單端正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部通過(guò)電流采樣反饋給由TL494和TPS2812構(gòu)成的PWM波控制器來(lái)調(diào)節(jié)占空比，輸出恒定電流，然后送到負(fù)載LED。本發(fā)明采用單端正激式隔離變換器為主要拓?fù)?，用低功耗的MSP430系列單片機(jī)控制，最終實(shí)現(xiàn)了LED照明用恒流電源的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：尚冬梅;劉黨軍;張雄堂;張奇;韓娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.16
技術(shù)公布日：2017.07.07