《LED照明用恒流电源变换器设计报告》.docVIP

LED照明用恒流电源变换器设计报告 马正，常艳芬，徐冬 摘要 本系统单片机为核心 关键词： 恒流源 反馈= 通过电感的峰值电流 结合最大输出电压和最大输出电流，并考虑一定的余量，我们选择IRFP460，其，，，完全能满足题目的要求。 1.2续流二极管的选择 由于采用反激式拓扑结构，通过续流二极管的最大电流为0.495A，承受反向的最大电压值为36V，为此选用MUR3060，其允许通过的最大正向电流为30A，反向耐压典型值为400V，完全满足题目的要求。 主电路设计电路图为： 输入侧有开关管关断电压过冲保护，输出侧有续流二极管关断过流保护。 1.3 反馈采样电路 输出电流经1.09Ω的电流采样电阻采用后，经INA128放大后，输入到加法器的一个输入端，加法器的另一个输入端用DA给定，这就实现了数控输出电流。 输出电流最大值为350mA，AD的基准源电压为4.096V，输出电流采样电阻为1.09欧姆，所以电流采样放大倍数为4096/0.35=11.7，为留有余地，放大倍数取（1+50/6.8）=8.35. 电压采样电阻计算，最大输出电压为36V，AD的基准源电压为4.096V，故分压比为36V/4.096V=8.79，为留有余地，电阻分别取91k和10k。 反馈电压取样电阻计算：在36V输出时，反馈电压必须是4.096V,所以电阻分别取300K定值电阻和100K 滑动变阻器。 过压保护： 当输出过压超过36V时，继电器动作，将反馈点切换到电压反馈，将输出电压稳定在36V，实现过压保护。 1.4线性光耦隔离电路： 因为输入地与输出地不同，故反馈还需隔离，通过光耦隔离实现了输出与输入的地隔离。 1.5 控制电路的设计与参数计算 因为UC3525单路输出PWM波最大占空比为50%，为了满足输出占空比的要求，我们采用将UC3525的11和14脚各连接一个50电阻后再连接于一点输出，可实现几乎100%的占空比输出。电路图如下： 1.6 外界明暗条件检测电路： 当没有光照时，二极管截止，非门输出保持为1。当外界有光照时，二极管反向导通，电阻上的电压增大，当光照到了一定强度时，非门输出翻转，由1变0，单片机检测到0信号，表明外界光照较强，单片机就通过DA控制输出电流，直至电流减小到200mA 以下。 1.7 EMI、保护电路设计 上图为交流侧输入EMI滤波。 1.7.1保护有输入空气开关过流漏电保护； 1.7.2 输入5A保险丝过流保护。 1.7.3 LED负载0.4A保险丝过流保护。 1.8 输出滤波计算 输出纹波最大值为 ; 计算可得输出纹波为5mV是的电容为1356uF,这里取 4700uF.。 1.9.提高效率的方法 2、 系统软件框图： 3、系统硬件框图： 三．测试表格和数据。 1、测试条件和仪器 室温，Victor8155多功能万用表 1.1 电压调整率 题目要求：电压调整率Su≤1%：负载为10个LED，调整U1，使U2在32V40V范围内变化时，变化不超过%； 输入电压V 32 34 36 38 40 I0变化 输出电流mA 251 251 251 252 252 0.3% 1.2负载调整率 题目要求：负载调整率SL≤1%：U2=36V，负载由5个LED增加至10个，IO变化不超过%； 负载个数 5个 10个 调整率 输出电流mA（250mA） 251 251 小于1% 1.3步进功能 给定电流（mA） 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 350 输出电流(mA) 147 168 189 209 230 251.5 272 293 313 334 355 误差(%) 2 1 0.5 0.4 0 0.6 0.7 1 0.9 1.1 1.4 1.4测量精度 实际电流（mA） 149 168 189 220 230 251 282 334 354 测量电流（mA） 150.1 168.8 189.5 220.6 230.9 251.7 283.5 334.8 355.4 误差（%） 0.7 0.4 0.2 0.2 0.4 0.3 0.5 0.3 0.2 1.5效率 题目要求：效率≥70%：U2=36V、负载为10个LED、IO=300mA，电源变换器效率U2=36V,直流输入电流I=334mA,Vo=31.0V，IO=300mA，J计算得=75% 1.6测试结果分析： 通过对上述数据分析可得，误差主要是电流给定误差，这与加法器和DA转换电路精度和干扰有关。