无线LED照明驱动系统方案设计

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1、无线LED照明驱动系统方案设计【大比特导读】本文给岀了一套具有谐波补偿功能的LED无线驱动方案。该方案能在方便LED灵活安装的同时，根据光照的采集反馈來调节LED至合适亮度。这些对LED的普及，提高供电安全性和可靠性，高效节约电能都将十分有益。LED光源近十年來发展达到了新月异的程度，很快应用到汽车、建筑物、医疗、景观照明等终端市场，LED照明变得比传统照明更加可靠及高效，在市场上也越来越普及。但LED的安装使用却受到输电线铺设的束缚，影响了其使用场合的灵活性；同时，由于LED木身，驱动源的高频变压器、功率开关管等非线性器件的存在，会导致引入电网中的谐波电流增大,影响电网

2、供电质量。而目丽却少见冇同时考虑降低无线供电给电网带來谐波影响的无线LED照明等成套的系统报道。因此木文给出了一套具有谐波补偿功能的LED无线驱动方案。该方案能在方便LED灵活安装的同吋，根据光照的釆集反馈来调节LED至合适亮度。这些对LED的普及，提高供电安全性和可靠性，高效节约电能都将十分有益。1系统的总体设计木系统主要有：无线供电模块、恒流驱动源模块、有源电力滤波器（APF）模块、控制电路，系统总体框图如图1所示。其中，逆变装置、整流滤波2构成无线供电模块;正激变换电路、整流滤波3构成恒流源驱动模块。MCU通过光电池进行光照采集对输出电流进行反馈调节以使输出稳压、恒

3、流。APF通过主控制器输出电流來抵消由无线驱动模块注入电网的电流谐波，以改善输入端电能质量。图7系统整体结构图2系统电路设计2.1无线供电系统设计无线供电系统由控制端、发射端、负载整流电路纽成，分别通过电磁耦合（近距离传输方式）和电磁共振（远距离传输方式），实现无线供电，系统结构图如图2所示。0卿釜貂中国电子制造业资讯平台No.2Big-bit半导体器件应用网图2无怨铁电系统结构图B9孙气隙图3近宪离代轉发射端主要由逆变器和传输通道纽成。逆变器负责将IT-流电(DC)转化为交流电(AC)的装置，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。近业离逆变频率为200^500kHz,通过

4、电磁耦合的方式传输，使用U形松耦合铁氧体磁芯隔离实现无线供电，如图3。远距离逆变频率为1MHz,通过电磁共振的方式传输，采用空心变压器耦合，将初级和次级分别缠绕在圆筒上，作为传输介质，达到远距离电能传输，如图4所示。空心图4远克离传輸0卿釜貂中国电子制造业资讯平台No.3Big-bit半导体器件应用网木系统通过智能切换传输方式，达到稳怎的高效传输电能。次级在初级等效电阻与距离的关系如图5,z为阻抗，L为距离，只有在L0的位置等效阻抗为最小。根据此原理，当接收距离远离L0时，阻抗增大，初级电流减小，通过霍尔电流传感器采集初级输入电流大小，判断模式的切换。图5次级在初级等效阻

5、抗2.2恒流源电路恒流源系统主要由DC/DC正激变换电路和HCU控制电路纟fl成。正激变换电路为LED怛流驷动源，如图6。逆变器输出经整流滤波麻以芯片L7824ACV作稳压，为DC/DC变换电路提供+24V输入。该结构的恒流源具冇高精度输出的特点，其输出功率取决于变压器参数的选择，一般能达32W以上，满足大多数人LED照明应用场合的功率要求。眯LED恆谎冕功电络该电路采用TL494作恒流控制芯片，开关频率fosc由式fosc二1.1/(RTCT)设定，通过电位器R4调节死区时间，其电流输出误差可〈1%。图6中，RS为电流取样电阻；R3为反馈电压采样电阻，用来限制最大输出电

6、压。当输出电流变化时，引脚2(1IN-)的电位也随Z变化，通过TL494内部误差放大比较以后改变PWM驱动信号的占空比，实现输出电流的负反馈调整。单片机通过A/D采集光电池电压，进行判断后输出PWM经过低通滤波器变成人小与占空比成正比的基准电压來改变输出电流大小，达到白动调节LED发光强度的目的，其中运放作的电压跟随器起隔离和增强驱动能力的作用。调节R2可改变基准电压与输出电流的比例关系。LI、D3为磁泄放绕组，以防止变压器初级线圈磁饱和，使在开关管关断期0卿釜貂中国电子制造业资讯平台No.4Big-bit半导体器件应用网间能为初级线圈提供磁复位。由于TL494驱动能力有

7、限，所以通过三极管推挽输出，增加TL494驱动能力。表1为以输出16W为例的DC/DC变换电路实物测试结果，证明了该恒流源能够实现较高效率和高精度的电流输出。*1恒谦源测试结果Tab.1Testresultoftheconstantcurrentdriver测试项目输人电压输入电涼输出电压输出电流效率测试结果24V0.85A8.00V2A78.4%2.3谐波补偿系统2.3.1系统硬件结构谐波补偿系统硬件主要山有源电力滤波器(APF)完成，结构如图7所示。本文采用T.MS320F2812型号的数字信号处理器(DSP)作为核心控制