[發(fā)明專利]一種LED照明燈控制電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310002222.2
• 申請日: 2013-01-02
• 公開（公告）號: CN103079315A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 項長順
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種LED照明路燈控制電路，其特征在于是在路燈變壓器的輸出端另加一個控制柜，以完成對所有路燈的集中直流脈沖供電；所述的控制柜中，包括：主控CPU，全橋整流電路，主開關(guān)電源，第二級開關(guān)電源，輔助電源，顯示和鍵盤面板及其電路；?

所述的控制柜完成對交流380V電源的全橋整流、第一級主開關(guān)電源恒流控制和第二級開關(guān)電源低頻脈寬調(diào)制，產(chǎn)生的直流脈沖電壓再輸出到原來的路燈電源線上，傳送到路燈；

原來從路燈變壓器輸出到各路燈的電源線中，相線和中線按電流相同的要求重新分為兩組，改用作脈沖電源的輸出電線，連接到各個LED路燈；各個路燈罩內(nèi)的LED燈加上恒流電路來控制LED的恒流；

LED的峰值電流由燈頭內(nèi)的恒流源電路控制，控制柜輸出直流的低頻脈寬占空比控制平均點亮?xí)r間，調(diào)節(jié)平均電流，即亮度；

所述主控CPU的功能主要有：

（a）控制主開關(guān)電源的輸出電壓，使其達到額定亮度時的最小值，根據(jù)路燈亮度設(shè)定要求控制第二級直流脈沖電壓的占空比；

（b）通過預(yù)設(shè)定，按實時鐘，根據(jù)室外自然光強度調(diào)整路燈的亮度；

（c）完成電源和系統(tǒng)的自檢和保護；

所述輔助電源中，由220v交流市電接到輔助電源的變壓器，變壓器次級有幾個繞組，以產(chǎn)生控制電路用的低壓直流電源；

所述顯示和鍵盤面板中，主控CPU連接到控制箱面板上的顯示和鍵盤面板；顯示和鍵盤面板電路由智能芯片HD7279A和一些外圍器件構(gòu)成；該電路驅(qū)動8位LED數(shù)碼管和8個鍵輸入；還有一個系統(tǒng)復(fù)位鍵，用于主CPU?和顯示CPU的復(fù)位；

顯示內(nèi)容包括：實時鐘顯示月日時分，電壓，電流，故障代碼如：初級過壓，欠壓，過流，IGBT?左右上管擊穿，左右下管擊穿，主回路失控；

通過鍵盤設(shè)置實時鐘，輸出最高限壓，額定輸出電流參數(shù)；

路燈開關(guān)時間和亮度按主控CPU?程序設(shè)置自動進行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED照明路燈控制電路，其特征在于所述主控CPU中采用移相型PWM電路設(shè)計，該移相型PWM電路的結(jié)構(gòu)如下：?

有變壓器全橋變換開關(guān)電源的變壓器次級輸出電壓VO比例于輸入電壓，主變壓器初次級圈數(shù)比，以及開通脈寬的占空比的；?

全橋變換開關(guān)電源用兩組對角開關(guān)將輸入電壓交替正反接在主變壓器的初級繞組上，接通時間的比例（PWM）改變次級的平均輸出電壓；

兩個PWM控制波形a，即PWM1：超前脈沖組；波形?b，即PWM2：滯后脈沖組；周期為25微秒，占空比為0.6-0.7?，它們周期和占空比完全相同，且不變；波形c、波形d?是PWM1被分解為超前臂的兩個驅(qū)動信號，是超前臂脈沖；波形e、波形f是PWM2被分解為滯后臂的兩個驅(qū)動信號，是滯后臂脈沖；

移相型PWM電路由PWM形成電路、驅(qū)動隔離電路和IGBT?驅(qū)動電路三部分構(gòu)成，前兩個部分在CPU?板上，后一個部分在主回路板上：其中：

PWM形成電路，其輸入波形波形a、波形b來自CPU?的?GPIO口PA9?、PA10，?D觸發(fā)器的復(fù)位控制端來自GPIO口PA11；a?波形是D觸發(fā)器的時鐘，PA11?無效時，D觸發(fā)器的輸出Q，?Q-?與a波形輸入兩個四輸入與非門2U2，將波形a?按奇偶分離在與非門2U2的兩個輸出端，再輸入到大電流驅(qū)動非門2U4?的兩個輸入端；與非門2U4?的兩個輸出互補，它們用接頭2J2連接到J2，到主回路板；

波形b?波形也同樣處理；

J2?連接的是主驅(qū)動變壓器的T5、T6?的初級，串接了RC并聯(lián)電路?，還加了鉗位兩極管?D15-D20；

與非門2U2，2U3?的其它輸入另用于過流硬關(guān)斷，低電平輸入將關(guān)斷主驅(qū)動變壓器輸出脈沖，關(guān)斷IGBT；過流硬關(guān)斷信號來自電壓比較器2B2?的7?腳；

驅(qū)動隔離電路，由驅(qū)動器TC4423和主驅(qū)動變壓器初級組成，主驅(qū)動變壓器初級由兩片TC4423?共四個驅(qū)動門驅(qū)動，變壓器是正激用法，有夠大的電感，小的漏電感，它的初次級圈數(shù)相等；初級的串聯(lián)RC?是為了調(diào)節(jié)次級的脈沖幅值，初級外接快恢復(fù)兩極管1N5819，用于鉗位，保護TC4423；TC4423?有3A?的高低電平驅(qū)動能力；

IGBT?驅(qū)動電路，其主驅(qū)動變壓器T5、T6初次級電路及后續(xù)電路在主回路中；

兩個主驅(qū)動變壓器各有兩個次級繞組，分別通過幾個電阻，兩極管連接到四個IGBT?的G-S?，實現(xiàn)主開關(guān)驅(qū)動；

主驅(qū)動變波形c、波形d、波形e、波形f，是主回路四個IGBT?柵極級等組的驅(qū)動波形要求，這幾個波形電路要求互相隔離，邊沿陡，內(nèi)阻小，而且驅(qū)動電流大，以便快速驅(qū)動IGBT的大容量輸入電容；

前級PWM?產(chǎn)生電路由CMOS?雙D觸發(fā)器CD4013和兩片CMOS?四輸入與非門CD4012組成，

用于將波形a，波形b兩個信號各被一拆為二：兩個超前信號，兩個滯后信號，形成兩對信號，輸出到TC4423以驅(qū)動主驅(qū)動變壓器；

波形a，波形b兩個信號，和CD4013復(fù)位信號是CPU通過三個GPIO?PA9，PA10，PA11?輸出的；波形a,?波形b兩個信號的相移是CPU?通過計算決定的，目的是調(diào)脈寬以使輸出電壓為目標(biāo)值；CPU啟動后，用低電平復(fù)位D?觸發(fā)器，然后回到高電平，接著連續(xù)發(fā)波形a,?波形b信號，在每個全橋周期結(jié)束時，調(diào)整波形a,?波形b的相位差；

波形a,?波形b信號由D?觸發(fā)器的兩個輸出端和四輸入與非門進行分離，因為波形a,?波形b信號是D?觸發(fā)器的時鐘，必然使?D?觸發(fā)器的輸出交替為高，只有為高的輸出才能使波形a.?波形b信號通過下級的四輸入與非門。