[發明專利]一種基于BP神經網絡PI控制方法的反激式LED驅動電路

有效

• 申請號: 201610602753.9
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN106255259B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 周強;陳丹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 傅朝棟,張法高

技術領域

本發明屬于LED驅動電路領域，涉及開關電源領域，尤其設計一種基于BP神經網絡PI控制方法的反激式LED驅動電路。

背景技術

目前，傳統的LED驅動電路一般有兩種實現方式，一種是使用專用芯片實現對電路的閉環控制，一種是使用嵌入式處理器寫算法實現對電路的閉環控制。前者電路結構固定不靈活，不利于提高電路的性能。后者電路結構簡單靈活，但是現有常用的驅動反激式LED驅動電路的控制算法不能達到到理想的控制效果，在實際電路運行過程中，由于受到參數整定方法繁雜的困擾，常規PID控制器參數往往整定不良，性能欠佳，對運行電路的適應性很差，尤其是在輸入或者負載變化大的場合下，存在響應速度不夠快，穩定性不夠高，自適應性比較低的缺點。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于BP神經網絡PI控制方法的反激式LED驅動電路。

基于BP神經網絡PI控制方法的反激式LED驅動電路，包括EMI濾波模塊、全橋整流模塊、開關變換電路模塊、采樣模塊、PWM驅動模塊、嵌入式處理器模塊和LED負載模塊。所述的EMI模塊依次與全橋整流模塊、開關變換電路模塊、LED負載模塊、采樣模塊、嵌入式處理器模塊和PWM驅動模塊連接，所述的PWM驅動模塊又與開關變換電路模塊相連接，形成一個閉環系統。

作為優選，所述的PWM驅動模塊包括：電阻R1、電阻R2、電阻R3、阻值R4、電容C1、npn型三極管Q1、npn型三極管Q2、pnp型三極管Q3、光耦芯片、直流源V1和直流源V2；PWM輸入連接到電阻R1的一端，電阻R1的另一端分別連接到電容C1、電阻R2的一端和npn型三極管Q1的基極，電容C1、電阻R2和npn型三極管Q1的發射極連接到地，npn型三極管Q1的集電極連接到光耦芯片中發光二極管的負極，光耦芯片中發光二極管的正極連接到電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接到直流源V2，光耦芯片中三極管的集電極連接到直流源V1，發射極連接到npn型三極管Q2和pnp型三極管Q3的基極，npn型三極管Q2的集電極與直流源V1相連接，發射極與pnp型三極管Q3的發射極相連后與電阻R4的一端相連，pnp型三極管Q3的集電極與地相連，電阻R4的另一端連接到PWM輸出端。

進一步的，所述的電阻R1阻值為1k歐姆，電阻R2阻值為10k歐姆，電阻R3，阻值為1k歐姆，阻值R4阻值為33歐姆，電容C1阻值為220pF，直流源V1電壓為5V，直流源V2電壓為15V。

作為優選，所述的采樣模塊包括：電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C2、電容C3、運算放大器Q4和直流源V3；采樣輸出與電容C3和電阻R9的一端相連，電容C3的另一端與地相連，電阻R9的另一端與電阻R8的一端和運算放大器Q4的輸出端相連，電阻R8的另一端與電阻R7的一端和運算放大器Q4的負極相連，電阻R7的另一端與運算放大器Q4的接地端與地相連，運算放大器Q4的電源端與直流源V3相連，運算放大器Q4的正極與電阻R6的一端和電容C2的一端相連，電阻R6的另一端與電阻R5的一端相連，并連接到采樣輸入端，電阻R5的另一端和電容C2的另一端與地相連。

進一步的，所述的電阻R5阻值為1歐姆，電阻R6阻值為2k歐姆，電阻R7阻值為3.3k歐姆，電阻R8阻值為20k歐姆，電阻R9阻值1K歐姆，電容C2容值為100nF，電容C3容值為10nF，直流源V3電壓為5V。

進一步的，所述的光耦芯片的型號為HCNW2211。

作為優選，所述的嵌入式處理器模塊采用BP神經網絡PI控制方法，該方法共含有輸入層、隱含層和輸出層，其中，輸入層節點數i，k時刻的輸入層輸入為a_l(k),l＝1,2…，i；隱含層節點數p取值為1～10，輸入層與隱含層之間連接權值為q_ln(k)，k時刻的隱含層輸入為b_n(k)，n＝1,2，…，p，隱含層激活函數為輸出層節點數o，隱含層與輸出層之間連接權值為q_nm(k)，k時刻的輸出層輸出c_m(k)作為PI參數，m＝1，…，o，激活函數為各項連接權值q_ln(k)和q_nm(k)的初始值均取區間[-1,1]之間的隨機數；

BP神經網絡PI控制方法的性能函數為其中r(k)為設定電流值，y(k)為輸出采樣值；

BP神經網絡PI控制方法中學習速率為β，慣性系數為α；