【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 次級(jí)線圈上 ,次級(jí)電流為： SPPKSPPKSK NNILLII ?? （ ） 當(dāng)電流連續(xù)的時(shí)候，次級(jí)電流的變化量是初級(jí)電流變化量的SPNN 倍 ， 所以輸出的電壓為 ： OffPoninSoffPSonSPO TN TVNTL LTVNNU ?? in （ ） 當(dāng)輸入發(fā)生變化時(shí)或者負(fù)載發(fā)生變化，可以通過(guò)調(diào)整OffONTT 的比值可以達(dá)到輸出電壓穩(wěn)定的目的 。 當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通后，那么整流管就會(huì)反偏不通，輸出電容會(huì)以輸出電流放電，所以電壓為： FC DIV OOP ?? ? （ ） PFC 控制芯片 L6562 L6562 芯片是電流式的 PFC 控制器，它采用的 是 PWM 控制技術(shù)，就是導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)固定而已，可以通過(guò)改變頻率實(shí)現(xiàn)對(duì) PWM 的控制。這種控制方式的電路比較簡(jiǎn)單，外圍的元件數(shù)量少，大大 降低了成本。但是因?yàn)樗碾娏鞣逯蹈?，所以它只是?yīng)用在小功率場(chǎng)合。 它的主要特點(diǎn)： 過(guò)壓保護(hù)功能，能處理啟動(dòng)和負(fù)載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。 內(nèi)部有低通濾波器，可以減少 PCB 面積和元件的數(shù)量。 電壓范圍比較寬，具有安全電壓范圍。 含有低啟動(dòng)電流，而且含有截止功能。 通過(guò)誤差放大器，可以控制 DC 電壓保持高度穩(wěn)定。 L6562 的 THD 最優(yōu)化電路 由于 THD 的惡化，所以在 L6562 內(nèi)部乘法器 單元中，嵌入了 THD 最優(yōu)化 13 電路。這個(gè)電路能夠處理ＡＣ線路電壓的能量，從而導(dǎo)致高頻濾波器電容能夠充分放電，減少失真，降低 THD。下圖是 L6562 的引腳圖。 圖 L6562 的引腳圖 L6562 的引腳功能如下： COMP：這個(gè)引腳是芯片內(nèi)部的乘法器和電壓誤差放大器輸出端的一個(gè)輸入 端，反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)接在引腳 INV 和這個(gè)引腳之間。 INV：這個(gè)引腳是輸出電壓過(guò)壓保護(hù)輸入端和電壓誤差放大器的反向輸入端 。 MULT：這個(gè)引腳是芯片的內(nèi)部乘法器的另 一輸入端口 。 CS：這個(gè)引腳是芯片內(nèi)部的 PWM 比較器的反相輸入端口，可以通過(guò)電阻來(lái) 測(cè)試 MOS 管的電流 。 ZCD：這個(gè)引腳是電感電流過(guò)零檢測(cè)端口，可以用一個(gè)限流電阻接在電感的二次繞組。電阻的選取應(yīng)該保證電流不會(huì)超過(guò) 3mA。 GND：這是芯片的接地引腳，芯片內(nèi)部的所有信號(hào)都是以這個(gè)引腳為參考。GD：是 MOS 管的驅(qū)動(dòng)信引腳，為了避免驅(qū)動(dòng)信號(hào)的震蕩，因此在 MOS 管極和 GD 引腳之間接一個(gè)電阻，而電阻的大小有實(shí)際工作的電路去決定。 VCC：這是電源引腳。 反饋環(huán)路設(shè)計(jì)原理 負(fù)反饋是開(kāi)關(guān)電源和線性電源 的核心部分，它可以使電源輸出保持一定。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋環(huán)路設(shè)計(jì)，我們采用誤差放大器減少理想電壓與輸出信號(hào)的誤差。理論上來(lái)看，我們用反相放大器就行了，但是在我們實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，負(fù)載會(huì)發(fā)生變化 ，電壓也會(huì)浮動(dòng)，這些就要求放大器對(duì)這些情況能夠快速響應(yīng)，但是因?yàn)殡娫垂β什糠值捻憫?yīng)是很慢的，這就把這個(gè)問(wèn)題變的復(fù)雜了，因此反饋設(shè)計(jì)是一個(gè)難題。 輸入是頻率為 50HZ 的交流電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)橋式整流電路之后，變成 100HZ 的正弦信號(hào)，因?yàn)楣β室蛩睾驼倚盘?hào)成正比。當(dāng)功率因數(shù)升高時(shí)會(huì)導(dǎo)致較高的紋波。紋波是不可以消除的，所以要保證控 制系統(tǒng)的閉環(huán)響應(yīng)的頻 14 帶要小于 100HZ，這樣不會(huì)引起自己震蕩，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。 下圖 是L6562 芯片單管反激式電路的等效控制環(huán)的方框圖。 誤差放大器乘法器PWM 調(diào)制器電源輸出級(jí)反饋Vr +_ V c o m pVeVin+ZCDVo 圖 控制方框圖 15 第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總方 案的設(shè)計(jì) 為了滿足系統(tǒng)要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)以及效率。如果采用兩 PFC 控制，這將很難達(dá)到技術(shù)要求。故我們采用一級(jí) PFC 控制方案。這個(gè)技術(shù)的主要思路就是把直流和交流變換器和源 PFC 變換器合二為一，它們用同一個(gè)開(kāi)關(guān)，并且用同一個(gè)控制電路，因?yàn)楣β实膶?shí)現(xiàn)是一次性變換，因此能夠得到比較高的可靠性和效率。如果與傳統(tǒng)的兩級(jí)直流交流變換器相比較的話，單級(jí) PFC 變換器更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗軌虺惺芎芨叩碾妷簯?yīng)力，同時(shí)輸出的波紋也比較大。但是我們的LED 路燈多紋波的要求并不算高，如果把開(kāi)關(guān)電源的電容容量設(shè)計(jì)的比濾波電容的容量小一點(diǎn)， 這就可以減小電壓紋波的輸出。下圖 。 STC 12 C 5410 AD 單片機(jī)溫度傳感器模塊光傳感器模塊時(shí)間傳感器模塊LED 故障檢測(cè)輸出電流控制器PFC 單管反激開(kāi)關(guān)電源LED 燈EMI保護(hù)浪涌保護(hù)器AC 220 v 圖 系統(tǒng)框圖 該控制系統(tǒng)主要有兩個(gè)部分組成。第一個(gè)是 STC 單片機(jī)的微處理器電路，它 配備有一個(gè)溫度傳感器用于對(duì)溫度的檢測(cè) ， 一個(gè)光傳感器用于檢測(cè)光的亮度 ，一個(gè)故障檢測(cè)電路 用于對(duì) LED 燈的故障檢測(cè)，一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路用于對(duì)時(shí)間的檢測(cè)。第二個(gè)是 PFC 單管反激開(kāi)關(guān)電路用于將交流電壓轉(zhuǎn)化成 24V 的直流電壓，以致驅(qū)動(dòng) LED 燈。所以可以根據(jù)這些傳感器， 可以智能控制 LED 路燈的亮度和 16 開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)目的，使 LED 路燈智能化并且節(jié)省能源。 EMI 抑制電路和浪涌保護(hù)的設(shè)計(jì) 由于 LED 燈工作在惡劣的環(huán)境之中，有時(shí)候會(huì)遇到雷電天氣，而雷電易引起浪涌電壓，綜合各方面的考慮，我們選擇壓敏電阻。因?yàn)閴好綦娮璧捻憫?yīng)速度很快，他的吸收能力的大小，由它的自身的尺寸大小決定。 電磁干擾有兩種模式，第一種是共模干擾，就是在地線與相線，地線與中線之間的干擾。第二種就是差模干擾，就是在電源的相線與中線之間的干擾。若果從傳播途徑上去分的話，電磁干擾又可分為輻射干擾 和傳導(dǎo)干擾。輻射干擾的傳播途徑是空間傳播，傳導(dǎo)干擾的傳播途徑是導(dǎo)線傳播。在生活中我們抑制干擾的方法有濾波，屏蔽和接地。一方面要抑制系統(tǒng)本身對(duì)外界的干擾，另一方面要抑制外界對(duì)系統(tǒng)本身的干擾。屏蔽技術(shù)主要用于輻射干擾的抑制，對(duì)于整個(gè) LED路燈系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗墓ぷ黝l率不高，所以輻射并不強(qiáng)烈，主要考慮傳導(dǎo)干擾的抑制。抑制傳導(dǎo)的方法有濾波和接地技術(shù)。接地技術(shù)主要是在設(shè)計(jì) PCB 電路時(shí)要注意，系統(tǒng)需要用單點(diǎn)接地。同時(shí)也要注意將小電流地線和大電流地線分開(kāi)，將大電流的環(huán)路面積最小化，這樣干擾就變小了。濾波電路如圖 示。 F 1 保險(xiǎn)絲 2AR110R / N T CR?壓敏電阻R?壓敏電阻L110m HR2壓敏電阻LNA C 2 20V C1470 nFC2 F / 2K BC3 F / 2K V1234D1 圖 濾波電路 電阻 R2 并聯(lián)在中線與火線上，當(dāng)電路中出現(xiàn)差模高壓時(shí)，它以極高的速度提供一條高電流道路，可以使電阻兩端的電壓快速下降，這可以使元件和設(shè)備免受大電壓的沖擊。壓敏電阻 R R3 分別并聯(lián)在地線與中線和地線與火線之間，這就為雷電帶來(lái)的共模電壓提供了一條通道。在中線與火線上串聯(lián)電感可以將由電網(wǎng)送過(guò)來(lái)的電流控制住，同時(shí)也抑制了瞬變電流傳回給電網(wǎng)。地線與火線及地線與中線之間的電容可以共模高壓提供一條通道，以此來(lái)減少通道。 17 溫度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 如下圖 所示為溫度檢測(cè)電路， LED 的 溫度檢測(cè)電路由溫度傳感器，電容和電阻組成，而溫度傳感器的主要元件就是熱敏電阻，它是一種半導(dǎo)體感溫元件，具有許多的優(yōu)點(diǎn)，如體積小、壽命長(zhǎng)，靈敏度高等。熱敏電阻的溫度曲線與電阻的大小成指數(shù)型，非線性比較高，所以在實(shí)際應(yīng)用中我們要進(jìn)行線性化處理，如果溫度升高或者降低，則電阻 R49 的值將會(huì)改變，然而它兩端的電壓也會(huì)改變。微處理器會(huì)根據(jù)原來(lái)設(shè)定好的溫度與電壓的曲線就能知道芯片的溫度的大小。由于兩端的電壓是微弱信號(hào)，故需要把信號(hào)放大，傳感器加運(yùn)算放大器加處理器是典型的應(yīng)用電路，由于電路需要抗干擾能力強(qiáng)且輸入的主抗較小， 我們可以使用方向放大器。下圖 是溫度檢測(cè)電路。 R S T1P 30 / R xD2P 31 / T xD3X24X15P 32 / I N T 06P 33 / I N T 17P 34 / T 08P 35 / P W M 1/ T 19G N D10P 37 / P W M 011P 10 / A D C 012P 11 / A D C 113P 12 / A D C 214P 13 / A D C 315P 14 / A D C 416P 15 / A D C 517P 16 / A D C 618P 17 / A D C 719V C C20U4 S T C 12 C 54 10 A DX224 M hzC 2122 p FC 2022 p FC 19 1 uFR 481O O K / 1%R 49溫度傳感器+ 5VA R ?O P A M PR2R E S 2R1R E S 2+ 15 15 圖 溫度檢測(cè)電路 亮度檢測(cè)電路 下圖 。光敏電阻一端接 STC 單片機(jī)的 AD 轉(zhuǎn)換輸入口，并且通過(guò)電阻和電容接地。在晚上，光敏電阻的數(shù)值大小很高，當(dāng)有光照到光敏電阻時(shí)，電阻的數(shù)值會(huì)快速降低。光照越大，阻值就會(huì)越低。對(duì)于不同型號(hào)的光敏電阻，它的靈敏度是不同的。這個(gè)電路可以講電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，經(jīng)過(guò) STC 單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換口，微處理器會(huì)依據(jù)原先設(shè)定好的電壓曲線和亮度去判斷，能 夠知道當(dāng)時(shí)周圍的亮度了。同樣由于信號(hào)過(guò)于微弱，需要一個(gè)運(yùn)算放大器進(jìn)行放大。 18 R S T1P 30 / R xD2P 31 / T xD3X24X15P 32 / I N T 06P 33 / I N T 17P 34 / T 08P 35 / P W M 1/ T 19G N D10P 37 / P W M 011P 10 / A D C 012P 11 / A D C 113P 12 / A D C 214P 13 / A D C 315P 14 / A D C 416P 15 / A D C 517P 16 / A D C 618P 17 / A D C 719V C C20U4 S T C 12C 54 10A DX224M hzC 2122p FC 2022p FC 18 uFR 461O O K / 1%R 47光敏電阻+ 5VA R ?O P A M PR2R E S 2R1R E S 2+ 15 15 圖 亮度檢測(cè)電路 萬(wàn)年歷芯片和外圍電路 如圖 所示，萬(wàn)年歷電路由晶振、萬(wàn)年歷芯片、電阻、電容和電池組成。萬(wàn)年歷芯片內(nèi)部有一個(gè)功耗很低的穩(wěn)壓電源，所以它能夠在非常惡劣的環(huán)境中以很低的功耗保證振蕩器的穩(wěn)定正常工作。當(dāng)它的工作電壓只有 時(shí)，它的工作電流為 400mA。所以我們用一顆鋰電池就能保證萬(wàn)年歷工作很長(zhǎng)的時(shí)間。在一般的工作條件下，萬(wàn)年歷芯片由市電提供電源，如果在特殊環(huán)境下，如斷電，萬(wàn)年歷芯片由電池提供電源。 該芯片內(nèi)部還有一種特殊的功能，就是能夠進(jìn)行晶振停振檢測(cè)鎖存和可以檢測(cè)時(shí)鐘數(shù)據(jù)是否有效。萬(wàn)年歷芯片通過(guò)單片機(jī)的三個(gè)串口與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。該芯片內(nèi)部還有一個(gè)時(shí)間的調(diào)整電路，以保證時(shí)間的準(zhǔn)確。 LED 故障檢測(cè)電路 LED 故障檢測(cè)電路。每一路 LED 路燈的最后一個(gè)燈的陽(yáng)極是 LED 燈的一個(gè)故障檢測(cè)點(diǎn)。在這一個(gè)點(diǎn)上接一個(gè)限流電阻到微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入口，同時(shí)這個(gè)輸入口上也接一個(gè)下拉電阻到地線上。 LED 路燈的陽(yáng)極電壓如果為 3V左右則工作正常。經(jīng)過(guò)電阻的分壓之后輸入口的電壓為 左右。如果最后一個(gè)燈燒掉的 話，這一路的負(fù)載將會(huì)接地。這個(gè)時(shí)候模數(shù)轉(zhuǎn)換口的電壓就為 了。輸入電壓經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換口轉(zhuǎn)化之后，從轉(zhuǎn)化的值就可以知道這些燈是否還在正常運(yùn)行。微處理器根據(jù)是否正常運(yùn)行就可以減少電流的輸出，以致保護(hù)其它的燈正常運(yùn)行。 如圖 所示。 19 R S T1P 30 / R xD2P 31 / T xD3X24X15P 32 / I N T 06P 33 / I N T 17P 34 / T 08P 35 / P W M 1/ T 19G N D10