黃永俊,王雙喜,葉家星,李少杰,王文君

(汕頭大學(xué)工學(xué)院,廣東 汕頭 515063)

基于STM32的多功能LED驅(qū)動(dòng)電源*

黃永俊,王雙喜*,葉家星,李少杰,王文君

(汕頭大學(xué)工學(xué)院,廣東 汕頭 515063)

目前大功率LED照明燈具的驅(qū)動(dòng)電源主要使用集成電路作為電源驅(qū)動(dòng)芯片,其擴(kuò)展性能差、功能少。針對(duì)這些問(wèn)題,作者基于STM32開(kāi)發(fā)了一種多功能LED驅(qū)動(dòng)電源,通過(guò)編程可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)光與自動(dòng)溫控散熱兩個(gè)擴(kuò)展功能。測(cè)試結(jié)果表明:在額定電壓為30 V、額定電流為3.3 A的負(fù)載下,輸入電壓從90 V～264 V變化時(shí),驅(qū)動(dòng)電源輸出電壓的波動(dòng)范圍為±1.5 V,而輸出電流波動(dòng)范圍為±0.11 A,恒流特性較好,驅(qū)動(dòng)電源的功率因數(shù)均值在0.95以上。

LED;驅(qū)動(dòng)電源;STM32;無(wú)級(jí)調(diào)光;自動(dòng)控溫

LED作為第4代照明光源具有出色的節(jié)能效果,其耗電量只有普通白熾燈的1/10[1]。近年來(lái),隨著人們節(jié)能減排意識(shí)的不斷提高與國(guó)家環(huán)保政策大力推動(dòng),LED照明逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈具。同時(shí),人們對(duì)LED燈具的要求也不僅局限于亮度、光效,還希望LED照明具有更多智能化、人性化的功能。目前大功率LED照明燈具的驅(qū)動(dòng)電源主要以集成電路作為驅(qū)動(dòng)芯片,大多數(shù)的LED驅(qū)動(dòng)電源都是針對(duì)某一型號(hào)的LED設(shè)計(jì)的,其功率和電流基本不變,擴(kuò)展性能差,當(dāng)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源做功能擴(kuò)展時(shí),需要添加獨(dú)立的功能模塊,這將進(jìn)一步增加電源不穩(wěn)定的影響因素。其中,文獻(xiàn)[2]提出了一種可多路輸出的驅(qū)動(dòng)電源,通過(guò)匹配不同負(fù)載所需要的額定電壓與電流以提高驅(qū)動(dòng)電源的適用性,但其設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電源只能針對(duì)特定的負(fù)載進(jìn)行供電,并不具備擴(kuò)展能力。文獻(xiàn)[3]進(jìn)一步提出了一種多功能驅(qū)動(dòng)電源,可調(diào)節(jié)輸出電流與電壓,應(yīng)用范圍廣,但只適用于中小功率場(chǎng)合,并且只針對(duì)電流與電壓控制進(jìn)行功能擴(kuò)展。

針對(duì)上述問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32的具有擴(kuò)展性能的LED驅(qū)動(dòng)電源,且通過(guò)編程可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)光與自動(dòng)溫控散熱兩個(gè)擴(kuò)展功能。

1 驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文中驅(qū)動(dòng)電源以STM32作為控制核心,使用兩級(jí)開(kāi)關(guān)電路作為驅(qū)動(dòng)電源的主電路,開(kāi)關(guān)電路具有體積小,效率高等優(yōu)點(diǎn),而采用兩級(jí)機(jī)構(gòu),其承載能力可以得到大大的提高,適用于大功率驅(qū)動(dòng)電源。

如圖1所示為主電路結(jié)構(gòu)示意圖,輸入的交流電首先通過(guò)交流濾波把交流電中的高頻諧波濾除,然后通入前級(jí)功率因數(shù)校正電路,本文采用BOOST電路作為功率因數(shù)校正電路,把交流電轉(zhuǎn)換成400 V直流電,最后通過(guò)LLC諧振結(jié)構(gòu)的DC/DC電路轉(zhuǎn)換成LED燈具所需要的穩(wěn)定的電壓值。無(wú)級(jí)調(diào)光功能通過(guò)控制后級(jí)PFM實(shí)現(xiàn),自動(dòng)溫控散熱通過(guò)外加熱敏電阻實(shí)現(xiàn)。

圖1 主電路結(jié)構(gòu)示意圖

2 驅(qū)動(dòng)電源硬件設(shè)計(jì)

2.1 BOOST電路設(shè)計(jì)

前級(jí)使用BOOST電路,圖2為BOOST電路原理圖,如圖2所示D1為整流橋,L3為升壓電感,D2為輸出二極管,C8為輸出電容,Q1為開(kāi)關(guān)管,R2與R4組合用于輸入電壓采樣,R8與R10組合用于輸出電壓采樣,R5用于電流采樣。在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),電源為升壓電感充電,在開(kāi)關(guān)管閉合時(shí),升壓電感上的電壓就會(huì)與電源電壓一起為負(fù)載供電。

其輸入與輸出電壓關(guān)系如式(1)所示

Vo=VI/(1-D)

(1)

式中:Vo為輸出電壓,Vi為輸入電壓,D為開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的占空比。本文通過(guò)STM32產(chǎn)生可變的PWM波,實(shí)現(xiàn)變占空比控制。

圖2 BOOST電路工作原理圖

BOOST電路關(guān)鍵器件計(jì)算如下:

升壓電感感量L計(jì)算[4]:

(2)

式中:Vm為交流電整流后的有效值,由于本文中使用市電供電則127 V≤Vm≤373 V,且輸出電壓為400 V,則0.32≤Vm/Vout≤0.93,由式(2)可得升壓電感的臨界電感值為225 μH,考慮升壓電感需要加進(jìn)一定的余量,取電感感量L=250 μH。為防止磁性飽和,使用鐵氧體磁芯進(jìn)行電感的繞制,代替一般的環(huán)形電感與工字型電感,初選RM10作為電感磁芯。

校核RM10磁芯是否適用于本電源,主要參考磁芯Ap值。

(3)

式中:Pt=PIN+POUT=POUT(1+1/η);Ku為繞組系數(shù),一般取0.2～0.5,本文取0.4;Bmax為磁芯最大磁通密度,通過(guò)查鐵氧體磁芯規(guī)格書知Bmax=0.39 T;f為開(kāi)關(guān)管工作頻率,為100 kHz;Kf為波形系數(shù),這里取Kf=4;j為電流密度,通常取3～6 A/mm2,本文中取j=4 A/mm2;X為冪系數(shù),取-0.17,通過(guò)計(jì)算得,Ap1=0.032 1 cm4。

RM10磁芯Ap值為:

Ap2=Ae×Aw

(4)

式中:Ae為磁芯截面積,Aw為繞線面積,通過(guò)查詢RM10磁芯規(guī)格書可得,Ae=0.98 cm2,Aw=0.695 cm2,則Ap2=0.681 1。明顯可以看出Ap2遠(yuǎn)大于Ap1,因而,RM10磁芯適用于本電源中升壓電感的制作。

電感電流峰值為:

(5)

電感L3的匝數(shù)N為:

(6)

式中:ΔB為磁通變化量,取ΔB=0.2,則可以計(jì)算出電感匝數(shù)N=23。

為防止電感磁芯飽和,在磁芯中需要設(shè)計(jì)氣隙,則氣隙大小為:

(7)

電感電流有效值為0.79 A,取電流密度為4 A/mm2,則可求得總需要導(dǎo)電面積為0.2 mm2,考慮到集膚現(xiàn)象,選用5股0.4 mm漆包線并饒的方法繞制。

輸出電容C計(jì)算:

(8)

式中:tk為維持時(shí)間,根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率為100 kHz,可取tk為1 ms,由于紋波電壓最大為20 V,所以最小輸出電壓為380 V,將各個(gè)值代入式(8),可得輸出電容C為192 μF,則選用450 V/220 μF鋁電解電容作為輸出電容。

2.2 LLC諧振電路設(shè)計(jì)

后級(jí)采用LLC諧振電路作DC/DC變換,圖3為L(zhǎng)LC諧振電路原理圖。

圖3 LLC諧振電路原理圖

(9)

(10)

在本文中,選取電感系數(shù)k=3,品質(zhì)系數(shù)Q=0.3,工作頻率fs=fr=100 kHz,則可計(jì)算諧振電路中的各個(gè)參數(shù)。

等效負(fù)載電阻為:

(11)

并聯(lián)諧振電感為:

(12)

式中:td為開(kāi)關(guān)管工作時(shí)的死區(qū)時(shí)間,取td=300 ns,Cj為開(kāi)關(guān)管的結(jié)電容,本文選取FQPF8N60C作為諧振電路的開(kāi)關(guān)管,通過(guò)查詢FQPF8N60C規(guī)格書可知Cj=600 pF,計(jì)算得Lm=312.6 μH。

串聯(lián)諧振電感Lr為:

(13)

諧振電容Cr為:

(14)

2.3 輔助電路設(shè)計(jì)

2.3.1 電流采樣電路設(shè)計(jì)

(1)前級(jí)電流采樣

電流采樣需要把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成STM32可以檢測(cè)的電壓信號(hào)。根據(jù)電流的大小,前級(jí)與后級(jí)分別使用不同的電流采樣方式進(jìn)行采樣。前級(jí)BOOST電路輸出電流均在1 A以下,本文利用串接在電路主線上的阻值0.1R的高精度電阻進(jìn)行電流采樣。小電流信號(hào)使用HCPL7840隔離放大器作信號(hào)的采樣,HCPL7840主要用于對(duì)-0.2 V～+0.2 V低電壓信號(hào)進(jìn)行采集,并且對(duì)于采集的信號(hào)具有8倍的增益效果[7],完全可以滿足采樣電阻上的低電壓信號(hào)采集的要求。

(2)后級(jí)電流采樣

后級(jí)LLC諧振電路輸出電流達(dá)到3.3 A,使用0.1R電阻進(jìn)行采樣會(huì)造成較大的損耗與誤差。因此在大電流輸出端使用ACS712進(jìn)行電流的采樣。

ACS712是低功耗隔離型芯片,內(nèi)部集成有霍爾傳感器,適用于較大電流轉(zhuǎn)換,ACS712輸入電流信號(hào)與輸出電壓信號(hào)比為185 mV/A[8],為了能得到較好的采樣信號(hào),在后級(jí)加入了一個(gè)同相放大器,把采樣信號(hào)進(jìn)行三倍的放大。

2.3.2 電壓采樣電路設(shè)計(jì)

在本文中利用HCNR201進(jìn)行電壓采樣,其內(nèi)部包含一個(gè)AlGaAs型發(fā)光二極管與兩個(gè)性能、特性都極為相似的光電二極管PD1與PD2,當(dāng)發(fā)光二極管上有電流IF流過(guò)時(shí),發(fā)光二極管所發(fā)出的光會(huì)在PD1與PD2中形成感應(yīng)電流IPD1與IPD2[9]。

為了滿足STM32對(duì)于電壓信號(hào)采樣的要求,通過(guò)硬件的設(shè)計(jì),使得輸出電壓Vout與輸入電壓Vin形成特定的比例關(guān)系:

(15)

式中:K為比例系數(shù),通常取1,Ra、Rb、Rc為分壓電阻。文中電壓采樣電路主要對(duì)0～15 V的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣,電路中主要由HCNR201的IPD1、IPD2決定電阻的取值,由于IPD1、IPD2必須小于50 μA,則Ra、Rb、Rc取110 kΩ。

2.3.3 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

(1)單管MOSFET驅(qū)動(dòng)電路

本文采用BOOST電路作為前級(jí)主電路,電路中的MOSFET為單管驅(qū)動(dòng),本文選用FQPF8N60C作為BOOST電路的開(kāi)關(guān)管,開(kāi)啟閾值為10 V～15 V,使用STM32驅(qū)動(dòng),需要把3.3 V信號(hào)上拉到10 V以上,并且信號(hào)之間轉(zhuǎn)換不能失真,因此文中選用TLP250[10]作為驅(qū)動(dòng)芯片。

(2)雙管MOSFET驅(qū)動(dòng)電路

與前級(jí)BOOST電路不同,LLC諧振電路中的開(kāi)關(guān)管需要交替導(dǎo)通來(lái)形成互補(bǔ)的方波信號(hào),文中使用IR2110作為兩個(gè)MOSFET的控制芯片。

IR2110具有高端懸浮自舉功能,只需要一組電源即可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出上下端的控制,可以有效地減少電源輸入的數(shù)量[11],自舉功能的實(shí)現(xiàn)需要電路中包含自舉電容與自舉二極管,芯片電源信號(hào)通過(guò)自舉二極管給自舉電容充電實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)MOSFET的同時(shí)控制[12]。

2.3.4 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

LED對(duì)溫度極為敏感,當(dāng)結(jié)溫超出額定溫度時(shí)會(huì)使LED光通量減少,熒光粉轉(zhuǎn)換效率下降,嚴(yán)重影響LED的壽命、電氣參數(shù)以及可靠性[13]。對(duì)比不同的散熱方式主動(dòng)散熱是最有效的散熱方式,但主動(dòng)散熱器的壽命往往要低于LED的壽命,因此在本文中使用溫控散熱器,針對(duì)不同的使用環(huán)境,可設(shè)定不同的散熱器啟動(dòng)溫度,當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí),STM32會(huì)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào),啟動(dòng)散熱器。

文中使用溫敏電阻進(jìn)行溫度采樣,通過(guò)LM393雙電壓比較器可以手動(dòng)的設(shè)定采樣溫度。STM32通過(guò)檢測(cè)LM393的OUT端的信號(hào)判斷是否需要啟動(dòng)散熱器,文中設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路可以控制散熱器根據(jù)溫度變化而有選擇性地啟動(dòng)與關(guān)閉,可以更有效地使用散熱器,減少散熱器的使用時(shí)間,從而延長(zhǎng)散熱器的使用壽命。

3 電源控制程序設(shè)計(jì)

3.1 BOOST電壓環(huán)控制

BOOST電路電壓環(huán)程序流程如圖4所示,本文設(shè)計(jì)BOOST電路允許有±20 V的紋波輸出,程序開(kāi)始后首先需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行判斷,如果輸出信號(hào)大于420 V則需要中斷PWM信號(hào)的輸出,判斷輸出信號(hào)在適用范圍內(nèi)后程序進(jìn)入BOOST電路電壓環(huán)控制程序,處理后的數(shù)據(jù)會(huì)傳遞到下一級(jí)進(jìn)行處理。

圖4 BOOST電路電壓環(huán)程序流程圖

圖5 BOOST電路電壓環(huán)算法結(jié)構(gòu)

BOOST電路電壓環(huán)控制程序的主要作用是產(chǎn)生電流環(huán)所需要的基準(zhǔn)值,其算法結(jié)構(gòu)如圖5所示,其中Vref為電壓的基準(zhǔn)值,通過(guò)由于本文中前級(jí)BOOST電路用于400 V輸出,則Vref為400 V,V_pfc_out為通過(guò)ADC檢測(cè)到的輸出電壓值,Vref與V_pfc_out相減后的差值進(jìn)入PID算法,通過(guò)PID算法生成電壓PID值Vpid,Vpid進(jìn)入后級(jí)運(yùn)算,后級(jí)運(yùn)算中K為比例系數(shù),sinx為正弦值,由于BOOST電路的主要功能是對(duì)電流進(jìn)行功率因數(shù)校正,最理想情況下電流信號(hào)要接近于正弦,因此在后級(jí)運(yùn)算中需要乘以一個(gè)正弦值,但由于STM32中不能對(duì)正弦函數(shù)進(jìn)線直接運(yùn)算,因此本文使用讀取正弦表的方法讀取正弦值。V_pfc_in為整流后輸入電壓值,由于輸出電流反比于輸入電流,因此后級(jí)運(yùn)算中需要除以輸入電壓值。

3.2 BOOST電路電流環(huán)控制

BOOST電路電流環(huán)控制程序主要是用于控制輸出信號(hào)的PWM波,圖6所示為BOOST電路電流環(huán)算法結(jié)構(gòu)圖,圖中Iref為電壓環(huán)程序運(yùn)算后所得到的基準(zhǔn)值,I_pfc_out為通過(guò)BOOST電路主線路上串接的0.1R電阻所讀取的電流值,電流環(huán)算法中Iref與I_pfc_out相減后的差值送入PID算法,通過(guò)PID算法控制PWM波的占空比。

圖6 BOOST電路電流環(huán)算法結(jié)構(gòu)

3.3 LLC諧振電路控制程序

LLC諧振電路控制程序與BOOST電路控制程序不同,LLC諧振電路控制程序的主要作用是調(diào)節(jié)電源最終輸出量,使電源恒定在LED燈具所需電流下工作,因此只需要一個(gè)單環(huán)控制輸出電流恒定即可。

如圖7所示為L(zhǎng)LC諧振電路程序流程圖,本文設(shè)計(jì)的電源輸出端為30 V～40 V電壓輸出,恒流3.3 A輸出,適用于100 W到120 W LED燈具,在進(jìn)入主程序前會(huì)對(duì)輸出電壓采樣值進(jìn)行判斷,如果超過(guò)40 V直接關(guān)斷PFM信號(hào)的輸出,判斷輸出電壓在正常的工作范圍后,進(jìn)入LLC諧振電路主程序,主程序控制值直接賦予STM32的寄存器來(lái)控制PFM波輸出。

圖7 LLC諧振電路程序流程圖

圖8 LLC諧振電路算法結(jié)構(gòu)

圖8為L(zhǎng)LC諧振電路算法結(jié)構(gòu)圖,如圖所示后級(jí)LLC電路只有一個(gè)電流環(huán),圖中Iref為電流基準(zhǔn)值,由于輸出電流恒定在3.3 A,則Iref=3.3 A,I_out為利用霍爾傳感器電流采樣電路采樣所得的實(shí)際輸出電流值,I_ref與I_out相減后的差值直接進(jìn)入后級(jí)的PID運(yùn)算,運(yùn)算后的值直接賦予STM32的寄存器中,用于直接控制PFM波的輸出。

4 驅(qū)動(dòng)電源研制

本文根據(jù)上述設(shè)計(jì)制作出實(shí)驗(yàn)用驅(qū)動(dòng)電源,為了方便實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行調(diào)試,本文對(duì)于前級(jí)與后級(jí)進(jìn)行分開(kāi)制作,圖9為BOOST電路PCB板圖,圖10為L(zhǎng)LC諧振電路PCB圖。

圖9 BOOST電路PCB板圖

圖10 LLC諧振電路PCB圖

4.1 電源基本性能

使用Agilent公司生產(chǎn)的54622A型示波器做各路輸出波形的檢測(cè),其檢測(cè)波形如圖11～圖14所示。

圖11 STM32輸出PWM波形

圖12 單管MOSFET驅(qū)動(dòng)電路輸出波形

圖13 STM32輸出PFM波形

圖14 雙管MOSFET驅(qū)動(dòng)電路輸出波形

圖12所示為以TLP250作為驅(qū)動(dòng)芯片的單管MOSFET驅(qū)動(dòng)電路輸出波形圖,BOOST電路使用PWM控制方式,圖中分別為輸出占空比30%、40%、50%的PWM波,對(duì)比圖11可以看出TLP250輸出信號(hào)保真性較好,同時(shí)原有輸出信號(hào)的尖峰毛刺被很好的去除。

圖14為以IR2110作為驅(qū)動(dòng)芯片的雙管MOSFET驅(qū)動(dòng)電路輸出波形圖,圖中分別為頻率為66.7 kHz、100 kHz、150 kHz的PFM波,對(duì)比圖13可以看出IR2110對(duì)輸入信號(hào)的保真性較好,同時(shí)原來(lái)信號(hào)上的毛刺信號(hào)在通過(guò)IR2110后被很好的消除。

使用額定功率為100 W的集成封裝型LED作為電源的負(fù)載,其額定電壓為30 V,額定電流為3.3 A,在90 V到264 V的輸入電壓范圍下,電源輸出參數(shù)如表1所示。

表1 電源輸出結(jié)果

由表1可以看出,輸出電壓能保持在±1.5 V的范圍內(nèi)波動(dòng),而輸出電流在±0.11 A的范圍內(nèi)波動(dòng),恒流特性比較好,功率因數(shù)均值在0.95以上,效率最高值為90.5%,最小值為86.5%。

4.2 電源無(wú)級(jí)調(diào)光功能

本文驅(qū)動(dòng)電源中加入了無(wú)級(jí)調(diào)光與自動(dòng)溫控散熱兩個(gè)擴(kuò)展功能,其中無(wú)級(jí)調(diào)光利用一個(gè)可調(diào)電阻對(duì)3.3 V電壓進(jìn)行分壓,再通過(guò)STM32中的ADC采樣調(diào)節(jié)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)PFM的控制,在LLC諧振電路的開(kāi)關(guān)電路中,開(kāi)關(guān)管Q2與Q3互補(bǔ)導(dǎo)通,組成半橋變換電路,通過(guò)在兩個(gè)開(kāi)關(guān)管之間設(shè)置一定的死區(qū)時(shí)間來(lái)防止兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通造成短路,而死區(qū)時(shí)間越大輸出電壓越小,因此,通過(guò)這種方式調(diào)壓實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)光。圖15為調(diào)節(jié)信號(hào)與輸出電壓關(guān)系圖。

圖15 調(diào)節(jié)信號(hào)與輸出電壓關(guān)系圖

圖15中橫坐標(biāo)為利用可調(diào)電阻調(diào)節(jié)的電壓信號(hào),縱坐標(biāo)為輸出電壓值,由圖可以看出調(diào)節(jié)信號(hào)與輸出電壓基本成線性關(guān)系。

4.3 自動(dòng)溫控散熱功能

自動(dòng)溫控散熱功能通過(guò)加入熱敏電阻與主動(dòng)散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn),熱敏電阻把溫度轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再利用一個(gè)可調(diào)電阻設(shè)定電壓信號(hào)的基準(zhǔn)值,通過(guò)比較電信號(hào)與基準(zhǔn)值可生成驅(qū)動(dòng)信號(hào),驅(qū)動(dòng)信號(hào)可用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、熱管等主動(dòng)散熱設(shè)備。對(duì)于熱敏電阻采集的溫度信號(hào)具有一定的精度要求,因此本文利用熱電偶采集的溫度信號(hào)與熱敏電阻采集的溫度信號(hào)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表2所示。

表2 溫度測(cè)量結(jié)果對(duì)比 單位:℃

由表2可以看出熱敏電阻采集的溫度信號(hào)與熱電偶采集的溫度信號(hào)基本一致,但在溫度達(dá)到90 ℃時(shí),熱敏電阻采集的溫度信號(hào)出現(xiàn)的較大的偏差,通過(guò)分析本文中使用的熱敏電阻溫度測(cè)量范圍為0～100 ℃,在溫度達(dá)到90 ℃時(shí),已經(jīng)接近熱敏電阻溫度測(cè)量的最高限制,溫度信號(hào)與其轉(zhuǎn)換的電信號(hào)在接近測(cè)量極限時(shí)呈現(xiàn)非線性關(guān)系,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

5 結(jié)論

驅(qū)動(dòng)電源是LED照明的心臟。本文開(kāi)發(fā)了一種基于STM32的具有擴(kuò)展性能的LED驅(qū)動(dòng)電源,并且通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)光與自動(dòng)溫控散熱兩個(gè)擴(kuò)展功能,試驗(yàn)結(jié)果表明:在額定電壓為30 V、額定電流為3.3 A的100 W負(fù)載下,輸入電壓從90 V～264 V變化時(shí),驅(qū)動(dòng)電源輸出電壓的波動(dòng)范圍為±1.5 V,而輸出電流波動(dòng)范圍為±0.11 A,驅(qū)動(dòng)電源恒流特性比較好,功率因數(shù)均值在0.95以上;控制電路調(diào)節(jié)信號(hào)與輸出電壓基本成線性關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了無(wú)極調(diào)光。

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DevelopofLEDDriverwithExtendedFunctionBasedonSTM32*

HUANGYongjun,WANGShuangxi*,YEJiaxing,LIShaojie,WANGWengjun

(College of Engineering,Shantou University,Shantou Guangdong 515063,China)

At present,most power drivers for high-power LED lighting take integrated circuit chips as the control chip. However,the commercial integrated circuit boards are hard to extend for additional function. In view of the shortages,a kind of power driver for high-power LED lighting based on STM32 has been designed,which is easy to extend its function. Unlimited dimming and cooling temperature control function for the LED driver had been realized independently by programming. The experimental results showed that under rated load with 30 V and 3.3 A,when the input voltage ranged from 90 V to 264 V,the LED driver had good constant current characteristic by keeping the output voltage fluctuating in 1.5 V and output current fluctuating in 0.11 A. The average power factor of the LED driver is above 0.95.

LED;Power driver;STM32;Unlimited dimming;temperature automatically control

10.3969/j.issn.1005-9490.2017.06.038

項(xiàng)目來(lái)源:廣東省揚(yáng)帆計(jì)劃項(xiàng)目(2015-9);廣東省創(chuàng)新強(qiáng)校項(xiàng)目(3803016502)

2016-11-02修改日期2017-05-05

TN86

A

1005-9490(2017)06-1527-07

黃永俊(1992-),男,碩士研究生,廣西梧州人,研究方向?yàn)長(zhǎng)ED器件,15yjhuang3@stu.edu.cn;

王雙喜(1965-),男,博士,河北無(wú)極人,汕頭大學(xué)工學(xué)院教授,主要研究方向?yàn)長(zhǎng)ED器件、輕工機(jī)械等,sxwang@stu.edu.cn。