[發(fā)明專利]一種具有虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制的LED燈電源控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811523765.8
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN109548239B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐青山;王棟
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H05B45/30
• 分類號(hào): H05B45/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李瓊

本發(fā)明公開了一種具有虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制的LED燈電源控制裝置，該裝置接收光強(qiáng)度傳感器測量的環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)、電壓傳感器測得的電網(wǎng)和LED燈電源相關(guān)信號(hào)以及上層能源調(diào)度系統(tǒng)傳輸?shù)臒o線調(diào)度指令，并基于這些信息作出綜合判斷，產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈電源的指令信號(hào)分別發(fā)送至用于將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)化為LED燈直流供電電源的PFC模塊和DC/DC模塊。本發(fā)明可提高LED電源的工作效率，降低不必要能耗；同時(shí)主動(dòng)參與電網(wǎng)側(cè)響應(yīng)，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性；還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代數(shù)字化智能調(diào)度，提高智能調(diào)度的精確性和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED燈電源控制技術(shù)，尤其涉及一種具有虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制的LED燈電源控制裝置。

背景技術(shù)

近年來，LED燈因其低損耗、長壽命、綠色節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。作為LED燈具“心臟”的驅(qū)動(dòng)電源成為目前LED照明推廣和發(fā)展的重要組成部分。隨著科技日新月異的發(fā)展，LED電源也得到了快速的發(fā)展，現(xiàn)階段主要有恒流式和穩(wěn)壓式電源，僅僅保障LED電源基本供電，還未涉及主動(dòng)參與智能電網(wǎng)調(diào)頻等需求，因而不能響應(yīng)電網(wǎng)和用戶的智能化要求。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種具有虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制的LED燈電源控制裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明的LED燈電源控制裝置包括電壓傳感器、光強(qiáng)度傳感器、無線傳輸模塊和DSP控制器；電壓傳感器測量電網(wǎng)側(cè)電壓、電網(wǎng)側(cè)輸入電流、輸出功率因數(shù)校正PFC模塊輸出的直流電壓以及LED燈電流，并轉(zhuǎn)發(fā)至DSP控制器；其中，PFC模塊將交流電源轉(zhuǎn)化成DC/DC模塊的直流電源，DC/DC模塊為LED燈提供電源；光強(qiáng)度傳感器測量環(huán)境光強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)發(fā)至DSP控制器；無線傳輸模塊將上層能源調(diào)度系統(tǒng)的無線調(diào)度指令轉(zhuǎn)發(fā)至DSP控制器；DSP控制器經(jīng)配置以：基于電網(wǎng)側(cè)電壓計(jì)算出電網(wǎng)頻率，并基于電網(wǎng)頻率產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈亮度的第一信號(hào)和第一指示值；基于環(huán)境光強(qiáng)度產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈亮度的第二信號(hào)和第二指示值；基于電壓傳感器測量電網(wǎng)側(cè)電壓、電網(wǎng)側(cè)輸入電流、輸出功率因數(shù)校正PFC模塊輸出的直流電壓以及LED燈電流解析無線調(diào)度指令，產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈亮度的第三信號(hào)和第三指示值；基于調(diào)節(jié)LED燈亮度的第一、第二和第三信號(hào)以及各自的指示值產(chǎn)生第一控制指令，用于對所述DC/DC模塊進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，DSP控制器還根據(jù)電網(wǎng)側(cè)電壓、電網(wǎng)側(cè)輸入電流和PFC模塊輸出的直流電壓產(chǎn)生第二控制指令，用于對PFC模塊進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，DSP控制器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、串口端口和虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制控制模塊；ADC接收電壓傳感器和光強(qiáng)度傳感器轉(zhuǎn)發(fā)的測量結(jié)果的模擬信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；串口端口用于實(shí)現(xiàn)所述無線傳輸模塊和所述虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制控制電路之間的通訊；虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制控制模塊包括鎖相環(huán)PLL組件、正比例組件、反比例組件、解析指令組件、指令優(yōu)先級(jí)選擇組件、PFC模塊控制組件和DC/DC模塊控制組件；PLL組件基于電網(wǎng)側(cè)電壓的數(shù)字信號(hào)計(jì)算電網(wǎng)頻率以及電網(wǎng)相關(guān)的正弦信號(hào)；反比例組件基于電網(wǎng)頻率產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈亮度的第一信號(hào)和第一指示值；正比例組件基于環(huán)境光線強(qiáng)度的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈亮度的第二信號(hào)和第二指示值；解析指令組件結(jié)合電網(wǎng)側(cè)電壓、電網(wǎng)側(cè)輸入電流、PFC模塊輸出的直流電壓以及LED燈電流解析無線調(diào)度指令，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)LED燈亮度的第三信號(hào)和第三指示值；指令優(yōu)先級(jí)選擇組件基于調(diào)節(jié)LED燈亮度的第一、第二和第三信號(hào)產(chǎn)生LED燈參考電流；DC/DC模塊控制組件基于所述LED燈參考電流產(chǎn)生所述第一控制指令；PFC模塊控制組件基于電網(wǎng)側(cè)電壓、電網(wǎng)側(cè)輸入電流和PFC模塊輸出的直流電壓的數(shù)字信號(hào)以及所述正弦信號(hào)產(chǎn)生所述第二控制指令。

進(jìn)一步地，虛擬同步機(jī)響應(yīng)機(jī)制控制模塊中的各組件及其功能是通過對可編程電路進(jìn)行編程而實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，第一和第二控制指令為用于控制PFC模塊和DC/DC模塊中功率器件的PWM脈沖信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述第三指示值始終高于第一和第二指示值；第一指示值隨著電網(wǎng)頻率的增加而增加；第二指示值隨著環(huán)境光強(qiáng)度的增加而增加。