恒流源电路 - 详解无线LED照明驱动系统方案设计

　　2.2 恒流源电路

　　恒流源系统主要由DC/DC 正激变换电路和MCU 控制电路组成。正激变换电路为LED 恒流驱动源，如图6。逆变器输出经整流滤波后以芯片L7824ACV 作稳压，为DC/DC 变换电路提供+24 V 输入。该结构的恒流源具有高精度输出的特点，其输出功率取决于变压器参数的选择，一般能达32 W 以上，满足大多数人LED 照明应用场合的功率要求。

图6 LED 恒流驱动电路

　　该电路采用TL494 作恒流控制芯片， 开关频率fosc由式fosc=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压。当输出电流变化时，引脚2（1IN-）的电位也随之变化，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大小与占空比成正比的基准电压来改变输出电流大小， 达到自动调节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。L1、D3 为磁泄放绕组，以防止变压器初级线圈磁饱和，使在开关管关断期间能为初级线圈提供磁复位。由于TL494 驱动能力有限，所以通过三极管推挽输出，增加TL494 驱动能力。

　　表1 为以输出16 W 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。

　　

　　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由有源电力滤波器（APF）完成，结构如图7 所示。本文采用TMS320F2812 型号的数字信号处理器（DSP）作为核心控制和信号处理单元。调理电路主要有电流/电压传感器信号放大、整流，抗混叠滤波。电流传感器1采样负载端三相电流，通过信号调理电路送入DSP 经A/D 采集后作谐波电流萃取算法和控制算法处理，并驱动逆变器对谐波电流作相应的抵消， 以电流传感器2 采样输出的补偿电流作反馈调节。逆变器直流母线电压经霍尔电压传感器变换供给DSP 的内部A/D 采集，通过算法控制其直流侧电容电压稳定。三相电压信号的过零点作为过零触发信号，作为每个周期软件处理清零和起始信号。

　　

　　图7 谐波补偿系统硬件结构框图

　　2.3.2 谐波电流萃取算法

　　1）三相瞬时无功功率原理

　　该补偿系统软件部分主要包括谐波电流萃取算法，采用目前常用的三相瞬时无功功率理论（亦称ip-iq 算法）。该检测法通过某一转移矩阵将三相电流与基于该理论所分解出的ip 和iq 电流分量有机地结合起来，并以此为出发点可以分别得到三相电流谐波和无功电流，其表达式为：